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除冰盐环境对混凝土空心板铰缝的侵蚀及其损伤演变

李文才  
【摘要】: 目前,在我国西部已建成高速公路的桥梁中,多数为中小跨径的装配式混凝土空心板梁桥。从使用情况看,较为典型的病害是空心板铰缝破损,尤其是冬季频繁撒除冰盐的桥面,大量使用的氯化钠和氯化钙使得氯离子很快侵入空心板铰缝,引起铰缝处钢筋锈蚀,混凝土开裂,铰缝破损十分严重。 本文针对除冰盐环境对混凝土空心板铰缝的侵蚀问题,结合交通部西部交通科技项目“混凝土桥梁合理耐用性研究”(200631822302-04),设计制作了三种构造形式铰缝试件,通过除冰盐环境模拟试验,从结构耐用性表现入手,以损伤力学为分析手段,研究了空心板铰缝的破损演变规律,主要做了以下几个方面的工作。 1.对除冰盐环境侵蚀下混凝土结构耐久性损伤进行分析,将损伤过程分为三个阶段:介质侵蚀阶段、钢筋锈胀阶段和腐蚀破坏阶段。 2.利用钢筋表面自由氯离子浓度与临界氯离子浓度定义了一个可用来表征介质侵蚀阶段混凝土破损程度的损伤度。并通过比较铰缝处钢筋表面自由氯离子浓度的测试值与临界氯离子浓度值,客观验证了钢筋锈蚀状况。 3.分析保护层胀裂前混凝土的破损过程,根据锈胀引起的保护层表面张力与混凝土抗拉强度定义损伤度,并基于钢筋锈胀模型,建立了损伤度与腐蚀电流密度、时间的关系。 4.对破损铰缝试件进行静载试验,根据荷载-挠度曲线,分析可知铰缝损伤会造成空心板梁承载性能降低和协同工作性劣化。


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