公路桥梁混凝土材料的工程使用年限研究
发布时间：2021-02-17 21:53
混凝土是现代工程建设中应用最为广泛的材料,在公路桥梁工程中混凝土桥占90%以上。国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》（GB 50153-2009）按照桥梁主体结构规模和重要性提出了30年、50年、100年的设计使用年限规定。由于早期桥梁设计规范要求低、荷载水平低、混凝土标号低以及混凝土桥梁在服役过程中材料不断老化、车辆荷载增加、环境侵蚀加剧,我国公路桥梁大部分的使用年限在2535年之间,混凝土桥梁的使用年限情况不容乐观。混凝土作为桥梁结构的主体材料,其长期的性能状况和工程使用年限是保证桥梁结构的长期服役性能和实现设计使用年限的前提。混凝土材料的工程使用年限是多少,能否满足50年、100年或更长的使用年限要求需要进行研究论证,以对桥梁设计使用年限的实现提供必要的理论支撑。围绕混凝土材料的工程使用年限问题,进行了以下研究工作。（1）通过细微观机理分析,研究了混凝土中的水泥水化产物的稳定性。在水泥水化产物层面从化学反应角度分析了水泥石中氢氧化钙、水化硅酸钙、水化硫铝酸钙稳定性的影响因素。水泥浆体pH值降低是影响水化产物稳定性的主要原因,pH降低主要由水泥石中相对不稳定...
【文章来源】：交通运输部公路科学研究所北京市
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 混凝土结构使用年限设计相关规范
1.2.2 混凝土材料劣化因素
1.2.3 混凝土长期性能变化规律
1.3 长龄期混凝土桥梁调研
1.4 论文研究内容和组织结构
第二章 环境作用下水泥水化产物稳定性分析
2.1 引言
2.2 水泥水化产物稳定性影响因素分析
2.2.1 氢氧化钙长期稳定性影响因素
2.2.2 水化硅酸钙长期稳定性影响因素
2.2.3 水化硫铝酸钙稳定性影响因素
2.3 典型环境中水泥石稳定性分析
2.4 本章小结
第三章 典型环境中基于混凝土强度时变的使用年限研究
3.1 引言
3.2 典型环境中混凝土强度时变规律研究
3.2.1 混凝土暴露试验汇总分析
3.2.2 典型环境中混凝土强度长期变化曲线
3.3 凝土强度降低对承载力的影响
3.3.1 混凝土强度降低对轴心受压构件正截面承载力影响分析
3.3.2 混凝土强度降低对受弯构件正截面承载力影响分析
3.4 混凝土强度衰减对承载力影响的使用年限分析
3.5 本章小结
第四章 混凝土碳化干缩加剧结构表面开裂的使用年限研究
4.1 引言
4.2 碳化收缩与温湿变形试验
4.2.1 试验准备
4.2.2 碳化收缩试验
4.2.3 碳化后砂浆温度变形性能试验
4.2.4 碳化后砂浆干湿变形性能试验
4.3 混凝土开裂的使用年限分析
4.3.1 混凝土表层碳化收缩应力分析
4.3.2 混凝土表层收缩开裂的年限分析
4.4 水泥砂浆碳化后结构表面干湿变形开裂分析
4.4.1 ANSYS建模
4.4.2 两端约束工况下表面碳化层应力分析
4.4.3 一端约束一端自由工况下表面碳化层应力分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]荷载与环境共同作用下混凝土耐久性研究进展[J]. 罗大明,牛荻涛,苏丽. 工程力学. 2019(01)
[2]混凝土冻融/盐冻破坏现象、机理和试验方法[J]. 徐亚丁,王玲,王振地. 硅酸盐通报. 2017(02)
[3]一般大气环境下混凝土经时抗压强度的变化规律[J]. 高向玲,颜迎迎,李杰. 土木工程学报. 2015(01)
[4]C3A的结构及水化过程[J]. 张洁. 四川水泥. 2014(10)
[5]水泥混凝土硫酸盐侵蚀综述[J]. 刘超,马忠诚,刘浩云. 材料导报. 2013(07)
[6]滨海盐渍土环境中暴露17年的钢筋混凝土桩耐久性分析[J]. 冷发光,马孝轩,丁威,王晶,周永祥,纪宪坤. 建筑结构. 2011(11)
[7]硅酸盐水泥混凝土的碳化分析[J]. 何娟,杨长辉. 硅酸盐通报. 2009(06)
[8]结构全寿命的耐久性与安全性、适用性的关系[J]. 金伟良,钟小平. 建筑结构学报. 2009(06)
[9]混凝土碳化模型和试验方法综述及建议[J]. 吴建华,张亚梅,孙伟. 混凝土与水泥制品. 2008(06)
[10]混凝土碳化研究与进展（1）——碳化机理及碳化程度评价[J]. 柳俊哲. 混凝土. 2005(11)
博士论文
[1]考虑模糊性与随机性的既有RC梁桥时变可靠性研究[D]. 王磊.长沙理工大学 2008
硕士论文
[1]基于混凝土结构耐久性能的环境区划研究[D]. 宋峰.浙江大学 2010
本文编号：3038595
【文章来源】：交通运输部公路科学研究所北京市
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 混凝土结构使用年限设计相关规范
1.2.2 混凝土材料劣化因素
1.2.3 混凝土长期性能变化规律
1.3 长龄期混凝土桥梁调研
1.4 论文研究内容和组织结构
第二章 环境作用下水泥水化产物稳定性分析
2.1 引言
2.2 水泥水化产物稳定性影响因素分析
2.2.1 氢氧化钙长期稳定性影响因素
2.2.2 水化硅酸钙长期稳定性影响因素
2.2.3 水化硫铝酸钙稳定性影响因素
2.3 典型环境中水泥石稳定性分析
2.4 本章小结
第三章 典型环境中基于混凝土强度时变的使用年限研究
3.1 引言
3.2 典型环境中混凝土强度时变规律研究
3.2.1 混凝土暴露试验汇总分析
3.2.2 典型环境中混凝土强度长期变化曲线
3.3 凝土强度降低对承载力的影响
3.3.1 混凝土强度降低对轴心受压构件正截面承载力影响分析
3.3.2 混凝土强度降低对受弯构件正截面承载力影响分析
3.4 混凝土强度衰减对承载力影响的使用年限分析
3.5 本章小结
第四章 混凝土碳化干缩加剧结构表面开裂的使用年限研究
4.1 引言
4.2 碳化收缩与温湿变形试验
4.2.1 试验准备
4.2.2 碳化收缩试验
4.2.3 碳化后砂浆温度变形性能试验
4.2.4 碳化后砂浆干湿变形性能试验
4.3 混凝土开裂的使用年限分析
4.3.1 混凝土表层碳化收缩应力分析
4.3.2 混凝土表层收缩开裂的年限分析
4.4 水泥砂浆碳化后结构表面干湿变形开裂分析
4.4.1 ANSYS建模
4.4.2 两端约束工况下表面碳化层应力分析
4.4.3 一端约束一端自由工况下表面碳化层应力分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]荷载与环境共同作用下混凝土耐久性研究进展[J]. 罗大明,牛荻涛,苏丽. 工程力学. 2019(01)
[2]混凝土冻融/盐冻破坏现象、机理和试验方法[J]. 徐亚丁,王玲,王振地. 硅酸盐通报. 2017(02)
[3]一般大气环境下混凝土经时抗压强度的变化规律[J]. 高向玲,颜迎迎,李杰. 土木工程学报. 2015(01)
[4]C3A的结构及水化过程[J]. 张洁. 四川水泥. 2014(10)
[5]水泥混凝土硫酸盐侵蚀综述[J]. 刘超,马忠诚,刘浩云. 材料导报. 2013(07)
[6]滨海盐渍土环境中暴露17年的钢筋混凝土桩耐久性分析[J]. 冷发光,马孝轩,丁威,王晶,周永祥,纪宪坤. 建筑结构. 2011(11)
[7]硅酸盐水泥混凝土的碳化分析[J]. 何娟,杨长辉. 硅酸盐通报. 2009(06)
[8]结构全寿命的耐久性与安全性、适用性的关系[J]. 金伟良,钟小平. 建筑结构学报. 2009(06)
[9]混凝土碳化模型和试验方法综述及建议[J]. 吴建华,张亚梅,孙伟. 混凝土与水泥制品. 2008(06)
[10]混凝土碳化研究与进展（1）——碳化机理及碳化程度评价[J]. 柳俊哲. 混凝土. 2005(11)
博士论文
[1]考虑模糊性与随机性的既有RC梁桥时变可靠性研究[D]. 王磊.长沙理工大学 2008
硕士论文
[1]基于混凝土结构耐久性能的环境区划研究[D]. 宋峰.浙江大学 2010
本文编号：3038595
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