港口工程高樁碼頭結(jié)構(gòu)性能退化研究.pdf

1、處于嚴(yán)酷海洋環(huán)境中的港口工程結(jié)構(gòu)，直接或間接都受到波浪、風(fēng)、水流還有氯鹽侵蝕作用，結(jié)構(gòu)性能退化問(wèn)題尤為嚴(yán)重。開(kāi)展港口工程高樁碼頭結(jié)構(gòu)性能退化的研究，掌握其退化規(guī)律，對(duì)結(jié)構(gòu)性能從定性到定量的分析，不僅與結(jié)構(gòu)的安全性密切相關(guān)，而且有助于已有結(jié)構(gòu)的性能評(píng)定，選擇正確的結(jié)構(gòu)修復(fù)處理方法和定期維護(hù)方案，確保結(jié)構(gòu)的正常工作，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
　　首先，本文開(kāi)展了典型港口工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能退化狀況的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，對(duì)其影響因素進(jìn)行了

2、總結(jié)和分析，進(jìn)行了海洋環(huán)境下高樁碼頭結(jié)構(gòu)性能退化主要影響因素識(shí)別。確定了在結(jié)構(gòu)型式上，高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)為主要研究對(duì)象，在退化形式上，鋼筋銹蝕引起的構(gòu)件安全性和適用性退化、氯離子侵蝕引起的耐久性退化和樁基水平承載性能引起的整體結(jié)構(gòu)性能退化為高樁碼頭結(jié)構(gòu)的主要退化形式，為進(jìn)一步研究高樁結(jié)構(gòu)性能退化規(guī)律提供了依據(jù)和方向。
　　其次，開(kāi)展了不同應(yīng)力狀態(tài)下不同銹蝕程度的鋼筋混凝土梁電解液加速腐蝕試驗(yàn)，研究了持續(xù)應(yīng)力狀態(tài)下鋼筋銹蝕對(duì)混凝土構(gòu)

3、件的影響，并開(kāi)展了銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能試驗(yàn)，對(duì)不同銹蝕率的試驗(yàn)梁的破壞形態(tài)、裂縫開(kāi)展?fàn)顩r、截面應(yīng)變等進(jìn)行了測(cè)試和分析。建立了不均勻銹蝕情況下，基于銹脹裂縫寬度并考慮相鄰測(cè)點(diǎn)相互影響的鋼筋最大銹蝕率計(jì)算模型，將外觀可視、易測(cè)的銹脹裂縫寬度與鋼筋銹蝕率定量地聯(lián)系起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)從外觀檢測(cè)到結(jié)構(gòu)性能退化預(yù)測(cè)的定量計(jì)算。給出了基于鋼筋銹蝕率的鋼筋混凝土梁抗彎承載力、抗彎剛度和構(gòu)件延性退化計(jì)算方法，并提出了銹蝕率梁危險(xiǎn)截面位置預(yù)測(cè)和結(jié)構(gòu)

4、性能退化評(píng)估流程，為港口工程高樁碼頭結(jié)構(gòu)提供更加科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和維護(hù)依據(jù)。
　　再次，選取高樁碼頭中廣泛使用的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土大直徑管樁和先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)代表研究其耐久性的退化規(guī)律。通過(guò)開(kāi)展室內(nèi)試驗(yàn)研究樁基礎(chǔ)的混凝土本體的耐久性，獲得耐久性退化的初始邊界條件；通過(guò)對(duì)服役1~17年的大管樁和PHC管樁的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和樁身鉆孔取樣，結(jié)合室內(nèi)化學(xué)試驗(yàn)，測(cè)試分析了不同取樣深度下樁身混凝土的氯離子含量，得到了不同環(huán)境和服

5、役時(shí)間對(duì)管樁氯離子擴(kuò)散系數(shù)和腐蝕參數(shù)等耐久性指標(biāo)的影響，在大量現(xiàn)場(chǎng)取樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，建立了大管樁和PHC管樁耐久性退化模型。
　　最后，在大量高樁碼頭樁基試樁資料的基礎(chǔ)上，分析了大位移情況下樁基水平受力過(guò)程中樁身的剛度退化和樁周土體抗力退化規(guī)律，擬合確定了適合于不同土質(zhì)條件的土體抗力系數(shù)與樁基在泥面處水平位移的指數(shù)退化關(guān)系，為在不同水平荷載作用下合理選取土體抗力系數(shù)供了可靠的理論計(jì)算依據(jù)。
　　本文研究成果豐富和完善