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原文传递预应力混凝土梁桥承载力退化研究

论文题名：	预应力混凝土梁桥承载力退化研究
关键词：	预应力混凝土梁桥;承载力;退化现象;混凝土碳化;氯离子侵蚀
摘要：	预应力混凝土梁桥面临着自身性能退化、交通量急速增长以及车辆超载超限等情况，不少桥梁出现了耐久性下降、承载力退化等问题。国内外学者已对混凝土碳化深度、氯离子侵蚀、普通钢筋锈蚀程度等方面开展了研究，取得了许多成果，但是针对高强度预应力混凝土结构的研究成果较少。因此，开展预应力混凝土梁桥承载力退化研究，具有十分重要的意义。　　本文以郑少高速公路连接线南水北调大桥辅线桥为依托工程，通过对比分析不同的混凝土碳化模型，并结合预应力混凝土梁桥的特点，选取了考虑混凝土的养护条件、掺合料的掺量以及环境条件影响、以“水灰比和水泥用量”为主要参数的混凝土碳化深度预测公式;提出了考虑多重因素影响的氯离子扩散系数模型;分别进行了混凝土碳化作用和除冰盐中氯离子侵蚀两种环境下的普通钢筋锈蚀和预应力钢绞线腐蚀的预测研究，给出了普通钢筋锈蚀和预应力钢绞线腐蚀的预测模型;分别选取主梁跨中截面和1/4处截面，对依托工程在混凝土碳化作用和除冰盐中氯离子侵蚀两种环境下设计基准期内的承载力进行了预测。本文完成的主要工作和所得结论: 　　1.对比分析了不同混凝土碳化深度预测模型，通过与快速碳化试验值、工程碳化深度实测值的比较，得出张誉模型和牛荻涛模型优于同类其它模型;综合考虑各影响因素后，对张誉模型进行了修正和验证，使修正后的张誉模型更适合预测河南省地域内的预应力混凝土梁桥的碳化深度。　　2.归纳总结了影响氯离子扩散系数的主要因素，综合考虑水灰比、掺合料种类及含量、时间、温度、混凝土对氯离子的结合能力、混凝土材料自身劣化以及应力水平诸多因素的影响，提出了考虑多因素影响的氯离子扩散系数模型，并结合工程实例验证了该模型的实用性。　　3.对比分析了碳化作用下的不同钢筋锈蚀模型，并给出了模型的使用建议;总结给出了氯离子侵蚀环境下的钢筋锈蚀模型;在相同条件下，氯离子侵蚀比混凝土碳化对钢筋锈蚀的危害要严重得多;对比分析了锈蚀钢筋强度退化系数和两类协同工作系数，给出了协同工作降低系数的适用情况。　　4.结合先张法和后张法施工构件的各自特点，分别给出了采用先张法、后张法施工的预应力混凝土梁桥在混凝土碳化和除冰盐中氯离子侵蚀两种环境作用下的钢绞线腐蚀计算模型，选取了合适的腐蚀钢绞线有效截面积、强度以及与混凝土协同工作系数计算公式，依据规范，分别建立了锈蚀预应力混凝土梁抗弯承载力和斜截面抗剪承载力的计算方法。　　5.对依托工程在混凝土碳化作用和除冰盐中氯离子侵蚀两种环境下设计基准期内的承载力进行了预测:不考虑施工因素和超载等导致混凝土开裂的情况，在混凝土碳化作用下，抗弯承载力保持较高水平，斜截面抗剪承载力有所退化但并不显著，承载力满足设计要求;除冰盐中氯离子侵蚀环境下，预应力钢绞线腐蚀发生尤其是钢绞线锈胀开裂后，抗弯承载力有一定程度退化，箍筋锈胀开裂后，斜截面抗剪承载力有一定程度退化。
作者：	陆慧琳
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	陈淮
授予学位：	硕士
授予学位单位：	郑州大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文