提升混凝土桥梁耐久性能研究

摘要

混凝土桥梁是应用最为广泛的一种桥梁结构型式,在过去的几个世纪里,全世界修建了大量混凝土桥梁;然而,在以往的设计中,由于片面的追求强度,因而忽视了桥梁耐久性,导致很多已建混凝土桥梁出现耐久性局部失效和老化现象。针对这一问题,特立题开展混凝土桥梁耐久性研究,因此,该课题的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。
　　 在深入调研国内外有关桥梁耐久性研究的基础上,同时结合西部交通建设科技课题的研究指南,本文的具体内容和研究成果如下:(1)在深入研究国内外有关文献、资料的基础上,从宏观(施工、设计)和微观的角度分析影响桥梁耐久性的主要因素,并对各因素进行了排序和比较分析。
　　 (2)在介绍常规的桥梁耐久性病害检测方法的基础上,进一步研究了基于小波包能量变换的桥梁损伤识别技术。依托桥墩振动台试验,论述了这一新方法在检测桥梁内部损伤中的具体应用。
　　 (3)为了有针对性地改善混凝土桥梁耐久性,系统地论述混凝土桥梁结构耐久性评估方法。依据桥梁结构全寿命周期内耐久性的经时变化状态,提出了三层次的耐久性等级划分方法,定义完好、较好、较差、差、危险五个状态来评估桥梁现有耐久性水平,并论述了实用的耐久性评估流程。
　　 (4)通过建立结构有限元模型,从改善施工缝施工质量、优化结构体系转换方式的角度展开研究。研究发现,为了防止产生过大的收缩变形和不合理的应力变化,在无法避免产生施工缝的情况下,应该尽可能地缩短上下层混凝土施工龄期差;同时,合理的体系转化方案对优化结构线形和受力具有重要意义,其中结构合拢应选择在一天温度最低的时刻进行。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 概述

1.2 国内外混凝土桥梁耐久性研究状况

1.2.1 国外研究状况

1.2.2 国内研究状况

1.3 目前桥梁耐久性研究存在的问题

1.3.1 桥梁耐久性研究的两个层次

1.3.2 桥梁耐久性研究存在的主要问题

1.4 本文研究的技术路线与主要内容

1.4.1 技术路线

1.4.2 主要内容

2 桥梁结构耐久性各影响因素分析

2.1 耐久性的定义

2.1.1 几种公认的耐久性定义

2.1.2 本文的耐久性定义

2.2 结构设计对桥梁耐久性的影响分析

2.2.1 设计标准低

2.2.2 结构与构造细节不合理

2.2.3 计算的因素

2.2.4 耐久性设计原则

2.3 施工与运营管理对桥梁耐久性的影响分析

2.3.1 施工质量低

2.3.2 管理制度欠完善

2.3.3 维修养护的问题

2.3.4 使用的因素

2.4 微观因素对桥梁耐久性的影响分析

2.4.1 粉煤灰

2.4.2 水灰比

2.4.3 外加剂

2.4.4 混凝土结构耐久性与孔结构关系探讨

2.5 小结

3 桥梁结构常见耐久性病害检测与损伤识别

3.1 桥梁结构常见病害

3.2 灵宝市科里桥病害检测与评价

3.2.1 灵宝科里桥概况

3.2.2 病害调查结果

3.3 基于小波包能量变化率的桥梁损伤识别

3.3.1 基于小波包变换的桥梁损伤识别

3.3.2 小波包分解与能量变化率指标

3.3.3 基于小波包能量统计方法的桥墩振动台试验分析

3.4 小结

4 混凝土桥梁结构耐久性评估方法

4.1 桥梁结构全寿命周期内耐久性的经时变化

4.2 耐久性等级划分

4.2.1 构件划分方法

4.2.2 三层次的耐久性等级划分

4.2.3 构件耐久性评估考核指标

4.3 耐久性等级评定

4.4 耐久性评估流程

4.5 小结

5 提升混凝土桥梁耐久性的设计方法与施工技术的研究

5.1 提升混凝土桥梁耐久性的设计方法研究

5.1.1 耐久性能设计过程

5.1.2 耐久性能优化设计建议

5.2 提升混凝土桥梁耐久性的施工改进技术研究

5.2.1 提升混凝土施工接缝质量的施工改进技术与质量控制方法研究

5.2.2 体系转换的施工改进技术与质量控制方法的研究

5.2.3 基于改善桥梁耐久性的附加防腐蚀措施

5.3 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

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