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原文传递混凝土箱梁考虑受力影响的碳化和氯离子侵蚀特性的研究

论文题名：	混凝土箱梁考虑受力影响的碳化和氯离子侵蚀特性的研究
关键词：	混凝土箱梁;持续荷载;氯离子侵蚀;桥梁碳化
摘要：	混凝土箱梁构件由于其结构轻、刚度大，如今在工程中已经得到了广泛的运用。实际工程中的混凝土结构会因过早的性能退化而使服役寿命缩短，往往不是因为强度不足，而是由长期性能的损伤及下降导致。目前，国内外关于单一环境因素下实心混凝土构件的长期性劣化研究已比较成熟。但大部分的研究都未考虑荷载效应及出于箱梁独特空间构造特点的二维扩散特性。　　为此，本论文进行了荷载作用下混凝土箱梁的碳化及氯离子扩散理论研究，同时开展箱梁结构的氯离子侵入试验，综合考虑箱梁受力状态下的剪力滞效应，揭示了荷载对混凝土箱梁碳化及氯离子侵蚀性能的量化影响规律。本论文主要的研究内容及成果如下: 　　(1)研究探讨了影响混凝土中碳化性能的各种因素，重点分析了持续荷载对混凝土中碳化速率的影响，通过工程实测数据对比发现考虑了水泥、应力水平、以及自然碳化和加速碳化之间关系的模型精度最高，更符合构件实际服役环境并容易运用到实际当中。　　(2)与以往模拟的实心梁不同，箱梁各截面的碳化时间都不尽相同，内边缘的开始碳化时间值都较大于外边缘。顶板处开始碳化时间明显大于底板处，最大相差68％。混凝土箱梁各截面的开始碳化时间同时受应力及水灰比的影响，水灰比越大，开始碳化时间越短。一定范围内，压应力会增大开始碳化时间，相反，拉应力会使开始碳化时间减小。　　(3)研究分析了影响混凝土中氯离子扩散的各种因素，结合试验重点分析了氯离子的扩散系数受持续荷载的影响，得出考虑了时间、吸附能力、温度、养护环境等影响因素的混凝土氯离子扩散模型与实验值更接近，精度更高的结论。由于箱梁的剪力滞效应，箱梁各截面的扩散系数都不尽相同，内边缘扩散系数值较小于外边缘。同时扩散系数分布还受环境种类、应力大小及水灰比大小的影响，水灰比越大，扩散系数值越大。箱梁截面在浸泡状态下的扩散系数值较大于干湿循环状态。一定范围内，压应力会减小扩散系数值，相反，拉应力会使扩散系数值增大。　　(4)由于箱梁的空间构造特点，对海洋环境中的混凝土箱梁来说，氯离子扩散将从截面内和外两个方向侵入，其氯离子的扩散往往具有多维性。考虑箱梁二维扩散时，其箱梁各截面处的浓度值均大于一维扩散状态。混凝土中氯离子的浓度分布同时受环境种类、应力大小及水灰比大小的影响，水灰比越大，浓度值越大。箱梁截面在浸泡状态下的浓度值较大于干湿循环状态。一定范围内，压应力会减小氯离子浓度，相反，拉应力会使氯离子的浓度值增大。　　(5)利用改进的二维扩散理论计算出的氯离子浓度理论值与实测值大概贴合，但在箱梁顶、底板边缘以及项板与腹板交接处的理论计算值和实测值相差较大。这说明本文建议的二维理论计算公式只能粗略的估算箱梁截面氯离子含量，在箱梁顶、底板边缘以及顶、腹板交接处的扩散状态可能更加复杂。
作者：	彭凌风
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	蔺鹏臻
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文