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腐蚀的灾害风险及考虑腐蚀的桥墩强度设计方法研究
| 论文题名： | 腐蚀的灾害风险及考虑腐蚀的桥墩强度设计方法研究 |
| 关键词： | 桥梁;腐蚀环境;可靠度;全寿命成本分析;强度设计;混凝土 |
| 摘要： | 桥梁是我国基础设施建设的重要组成部分之一，是跨越险峻地形、地貌的交通枢纽工程，能够促进区域社会和经济的协调发展。腐蚀灾害的风险性会随着氯离子地理环境分布的不同而有所差异。换言之，环境氯离子浓度很大程度上影响着结构在服役期间的安全性、适用性和耐久性，腐蚀环境的地理认知非常重要。然而，现有各类结构设计规范以及耐久性评定指南尚缺乏腐蚀环境地理统计划分。其次，我国现有的结构设计方法忽略了结构抗力随时间变化的关系。由于结构腐蚀机理的复杂性，目前有关结构在使用年限内的时变可靠度分析研究较少，全寿命结构可靠度设计更是处于探索阶段，未能运用于实际。 本文针对以上问题开展研究，主要内容如下： （1）通过文献调研和开源数据收集等手段获取环境氯离子浓度的地理分布，采用拟合优度检验以及回归分析方法，研究了我国内陆、沿海至西北太平洋海域，以经纬度定位的环境氯离子浓度统计结果及地理数据集，为结构灾害风险性分析及结构可靠度评估和设计提供基础。 （2）利用获取的环境氯离子浓度信息，对某实际桥梁结构进行了腐蚀灾害风险性分析，探究了氯离子腐蚀对近海结构的影响。再者，考虑氯离子环境下钢筋混凝土结构腐蚀机理和影响因素，建立了桥墩腐蚀退化模型，通过基于纤维网格法的时变承载力计算模型，对腐蚀环境下桥墩构件进行基于可靠度方法的耐久性分析，最后通过算例分析了各设计参数对构件可靠度的影响。 （3）考虑腐蚀环境下构件的抗力折减，引入全寿命成本的概念，确定了桥墩构件初始可靠度指标。采用近似概率设计方法，在原有设计表达的基础之上引入耐久性系数，提出一种基于全寿命成本分析的腐蚀构件设计方法。 |
| 作者： | 周思远 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 郭安薪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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