锈蚀钢箱梁桥的极限强度分析_YasserSharifi
大跨径钢桥钢箱梁锈蚀病害分析及养护措施
大跨径钢桥钢箱梁锈蚀病害分析及养护措施摘要大跨径钢桥钢箱梁的锈蚀病害是钢桥养护领域中的重要问题。
钢箱梁作为桥梁结构的关键部件，承受着巨大的荷载和环境影响，容易受到腐蚀和锈蚀的侵害。
为了确保钢箱梁的结构安全和延长其使用寿命，必须采取有效的分析与养护措施。
论文对大跨径钢桥钢箱梁锈蚀病害进行深入分析，探讨不同类型的病害形成机理和影响因素，并介绍针对锈蚀病害的养护措施，包括环境控制、防护措施、定期检查和维护、修复与加固等方面的内容。
通过系统的研究和实践总结，为钢箱梁的养护工作提供指导，提高钢桥结构的安全性和可靠性。
关键词大跨径钢桥；钢箱梁；锈蚀病害；养护措施1引言随着城市建设的不断发展，大跨径钢桥作为交通基础设施的重要组成部分，承担着承载车流、行人和货物的重要任务。
然而，由于环境因素和长期使用，大跨径钢桥钢箱梁往往会出现锈蚀病害问题，严重影响其结构安全和使用寿命。
论文结合专业理论知识，综合运用工程力学、材料科学和结构分析等方法，全面分析大跨径钢桥钢箱梁锈蚀病害的特点和危害，为养护工作提供科学有效的建议。
2大跨径钢桥钢箱梁锈蚀病害的重要性大跨径钢桥是现代城市交通基础设施中不可或缺的一部分，承载着重要的交通流量和行人通行，对城市的发展和【作者简介】常宝宏（1989-），男，中国甘肃定西人，本科，工程师，从事公路桥梁隧道养护等研究。
社会经济的繁荣具有重要作用。
然而，随着时间的推移和外界环境的影响，大跨径钢桥钢箱梁常常遭受锈蚀病害的侵袭，这对桥梁的结构安全和使用寿命产生了严重的威胁。
首先，大跨径钢桥的结构安全是保障交通运输畅通的基础。
钢箱梁作为大跨径钢桥的主要构件，承受着巨大的荷载压力。
然而，锈蚀病害会导致钢材表面的腐蚀和剥落，削弱了钢箱梁的承载能力和结构强度，甚至可能引发严重的事故。
因此，及时发现和处理钢箱梁的锈蚀病害，对于保障大跨径钢桥的结构安全具有重要意义[1]。
其次，大跨径钢桥的使用寿命与城市发展息息相关。
锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力分析模型
锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力分析模型钢筋混凝土结构在长期使用过程中，往往会受到环境因素的影响，导致钢筋发生锈蚀。
钢筋锈蚀不仅会削弱钢筋本身的力学性能，还会对整个混凝土梁的抗剪承载力产生显著影响。
因此，建立准确的锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力分析模型对于评估结构的安全性和耐久性具有重要意义。
一、钢筋锈蚀对混凝土梁抗剪性能的影响钢筋锈蚀会引起钢筋截面积减小、屈服强度降低以及与混凝土之间的粘结性能退化。
这些变化直接影响了混凝土梁的抗剪能力。
首先，锈蚀导致钢筋截面积减小，使得其能够承担的剪力相应减少。
其次，屈服强度的降低使得钢筋在承受剪力时更容易达到屈服状态，从而降低了梁的抗剪强度。
再者，钢筋与混凝土之间的粘结性能退化，会削弱两者协同工作的能力，导致混凝土梁在抗剪过程中不能有效地发挥钢筋的作用。
此外，钢筋锈蚀还会引起混凝土的开裂和剥落。
锈蚀产物的体积膨胀会对周围混凝土产生挤压作用，导致混凝土开裂。
随着锈蚀程度的加剧，混凝土保护层可能会剥落，进一步削弱了混凝土对钢筋的约束作用，降低了梁的抗剪性能。
二、现有抗剪承载力分析模型的综述目前，已有许多学者提出了针对锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力的分析模型。
这些模型大致可以分为基于试验数据的经验模型和基于理论推导的力学模型。
经验模型通常通过对大量试验数据的回归分析得到。
这类模型简单直观，但往往具有一定的局限性，因为它们依赖于特定的试验条件和参数范围，对于超出这些范围的情况预测准确性可能会降低。
力学模型则基于混凝土和钢筋的力学性能以及两者之间的相互作用进行推导。
常见的有桁架模型、压力场理论等。
这些模型在理论上较为严谨，但计算过程相对复杂，需要准确确定各种参数，实际应用中可能存在一定的难度。
然而，现有的分析模型普遍存在一些不足之处。
例如，有些模型没有充分考虑钢筋锈蚀引起的粘结性能退化的影响；有些模型对混凝土开裂和剥落的考虑不够细致；还有些模型在参数确定上存在较大的不确定性，导致实际应用中的误差较大。
钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响分析
钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响分析范本一：正文：【引言】随着钢筋混凝土桥梁的使用时间增长，锈蚀逐渐成为影响桥梁耐久性的重要问题。
钢筋锈蚀的程度会直接影响桥梁的承载能力和使用寿命。
本文旨在分析钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响，并提出相应的措施和建议。
【背景】钢筋混凝土桥梁是现代城市基础设施的重要组成部分，承担着车辆和行人的交通需求。
然而，由于环境因素和使用年限，桥梁的钢筋会出现锈蚀现象，严重时会导致桥梁的损坏和崩塌，给交通运输和居民生活带来安全隐患。
【锈蚀对桥梁耐久性的影响】1. 锈蚀导致钢筋截面积减小：钢筋锈蚀会使钢筋截面积减小，导致桥梁的承载能力下降，增加桥梁垮塌的风险。
2. 锈蚀引起钢筋与混凝土的界面剥离：钢筋与混凝土之间的粘结力会受到锈蚀的影响，导致钢筋与混凝土的界面剥离，减弱桥梁的整体稳定性。
3. 锈蚀使混凝土内部产生应力：钢筋锈蚀会产生体积膨胀的铁锈，使混凝土内部产生应力，导致混凝土裂缝产生，并加速桥梁的损坏。
【影响因素分析】1. 环境因素：包括大气中的氧气、湿度、气温、盐分等因素，这些因素会加速钢筋的锈蚀速度。
2. 施工质量：桥梁在施工过程中，钢筋的防腐处理、混凝土浇筑等工作是否符合规范要求，直接影响到桥梁的耐久性。
【防治措施】1. 防腐处理：在桥梁施工中对钢筋进行防腐处理，使用防锈剂、涂层等技术手段降低钢筋的锈蚀速度。
2. 桥梁维护：定期对已建成的桥梁进行维护，及时修复和更换受锈蚀的钢筋。
3. 环境控制：控制桥梁周围环境的湿度、温度和盐分等因素，减缓钢筋锈蚀的速度。
【结论】钢筋的锈蚀对钢筋混凝土桥梁的耐久性有着重要的影响，应重视桥梁的防锈工作和维护工作，加强环境控制，延长桥梁的使用寿命，保证交通运输的安全畅通。
【附件】本文档涉及的附件包括：实验数据、图片、统计图表等相关资料。
【法律名词及注释】1. 钢筋混凝土：指由钢筋和混凝土共同构成的复合材料，具有较高的强度和耐久性。
2. 锈蚀：指金属材料与外界气体、液体等介质接触后发生化学反应，导致表面层破坏或改变。
钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响分析
１ １ ４・
价 值 工 程
钢 筋 锈 蚀 对钢 筋 混 凝 土桥 梁 耐久性 的影 响分 析
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｅｆ ｆｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｄｕ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｒｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ Ｃｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ
从三 个方面考虑 ： 第一 ， 充 分明确 安全施 工相关 的安全生 饰工程。其施工 工艺复杂 ， 材料 种类 比较多 ， 施 工工种组
０ 引 言
产法规及要求。第二 ， 提前梳理排 查施工过程 中可能存在 的安全 隐患 ， 为施工人 员明确施工中应关注的重点。 第三 ， 结合施工现场实际情况 ， 明确施工过程 的重点及难点。 ３ ＿ ２加 强工程 施工现场的进度管理 土建工程施工工 期较长 ，在进度管理 中应严格执 行企业的各项管理制度 ， 并将其落到实 处。同时 ， 应做 到分工明确 ， 责任落 实到人 ， 对安全 、 质量、 成本等各项工作严格进行预控。此外 ， 进度 管理过程 中应提高对开头和结尾两个部分 的重视。 施工前 的准备工作要做到位 ， 在准备阶段 ， 一旦项 目中标 ， 项 目人 员应立即进场 ， 加 快布 置现场 的水 电线 路、 材料 设备及测 量定位等工作 ， 在保证质量 的前提下尽量将开工前 的准 备 时间缩到最短 。在竣工 收尾 阶段的管理同样不容 忽视 ， 此 时应 加大管理协调 力度 ， 采取 强有力 的措施 ， 防止各环节
关键词 ： 耐久性； 钢筋腐蚀： 混 凝 土
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：ｄ ｕ ｒ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ； ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ； ｅ ｏ ｎｅ ｒ ｅ ｔ ｅ
锈蚀损伤钢桁架栈桥安全性评估与分析
锈蚀损伤钢桁架栈桥安全性评估与分析摘要：服役期的输煤栈桥安全性历来受到工程师们的高度关注。
通过对某火力发电厂运煤钢桁架廊体检测，发现其结构存在明显锈蚀损伤情况，为评估运煤钢桁架廊体健康状况，实地对其开展环境激励的模态实验，测试结构的自振特性，使用实测损伤杆件替换的方法计算有限元模型的结构响应，将现场实测数据与计算结果对比，评估锈蚀损伤对钢桁架廊体的影响。
运用建筑结构抗倒塌设计中拆除构件法，对损伤杆件失效情况下钢桁架廊体进行了安全性分析。
结果表明锈蚀损伤使得钢桁架廊体刚度存在明显下降，拆除构件法显示需要对目前锈蚀情况加以重视，而且所用方法对钢桁架安全性评估与分析有一定参考意义。
关键词：钢桁架栈桥模态试验有限元安全性评估Safety Evaluation and Analysis of Corroded Steel Truss Trestle Bridge作者英文名字Guangzhou Huarun Thermal Power Co. , Ltd. Guangzhou，511400Abstract：The safety of coal handling trestle bridge in service has always beenhighly concerned by engineers. Through the inspection of the coal transportation steel truss corridor of a thermal power plant, it is found that there is obvious corrosion damage in its structure. To evaluate the health status of the coal transportation steel truss corridor, the modal experiment of environmental excitation is carried out on the spot. Moreover, the natural vibration characteristics of the structure are tested, the structural response of the finite element model is calculated by using the measured damage member replacement method, and thefield measured data are compared with the calculated results to evaluate the impact ofcorrosion damage on the steel truss corridor. The safety of steel truss gallery under thefailure of damaged members is analyzed by using the member removal method in the anti-collapse design of building structures. The results show that the corrosion damage significantlyreduces the stiffness of the steel truss corridor. The member removal method shows thatattention needs to be paid to the current corrosion situation, and the method provides certain reference for the safety evaluation and analysis of the steel truss.Key word: Steel truss trestle bridge; Modal test ; Finiteelement ;Safety evaluation1前言输煤栈桥是火力发电厂建筑群中的重要组成部分，其中钢桁架廊体由于自重相对轻、施工方便、整体性良好等诸多优点被广泛运用于输煤栈桥中。
基于锈蚀损伤的组合钢桥结构状态评估及疲劳寿命预测的开题报告
基于锈蚀损伤的组合钢桥结构状态评估及疲劳寿命预测的开题报告一、选题背景：组合钢桥是一种结构由压钢板、连接加压腹筋以及混凝土铺层组成的钢筋混凝土板梁，具有结构稳定性好、受力性能高、各项性能优良等优点，因而在世界范围内得到了广泛应用。
不过，由于组合钢桥结构中存在着多种损伤形式，如钢板表面的锈蚀等，这些损伤会影响到组合钢桥结构的承载能力和疲劳寿命，对交通运输系统安全带来潜在威胁。
因此，因为组合钢桥结构的状态评估和疲劳寿命预测具有十分重要的理论和实用价值，目前已成为钢桥领域研究的热点问题之一。
二、研究目的与意义：本项目以组合钢桥的锈蚀损伤为研究对象，旨在探索一种基于锈蚀损伤的组合钢桥结构状态评估以及疲劳寿命预测方法。
通过对组合钢桥结构的静力荷载试验和动力荷载试验进行监测和测试，获取组合钢桥结构的各项参数数据，建立锈蚀损伤状态评估和疲劳寿命预测的数学模型和实验模型。
通过对运行中的组合钢桥进行监测和分析，判断组合钢桥结构的状态评估，并预测组合钢桥结构的疲劳寿命，为桥梁养护提供实用性指导。
三、研究内容：（1）组合钢桥锈蚀损伤检测技术的研究；（2）锈蚀损伤对组合钢桥结构性能影响的数值模拟分析；（3）组合钢桥结构状态评估和疲劳寿命预测的理论分析及实验研究；（4）组合钢桥养护策略与措施的研究。
四、研究方法和步骤：（1）获取组合钢桥结构的各项参数数据，建立锈蚀损伤状态评估和疲劳寿命预测的数学模型和实验模型；（2）进行组合钢桥结构的静力荷载试验和动力荷载试验的监测和分析；（3）通过现场测试和分析，建立组合钢桥结构的状态评估和疲劳寿命预测方法，为桥梁养护提供实用性指导。
五、预期成果：（1）组合钢桥结构的状态评估和疲劳寿命预测方法的建立；（2）组合钢桥养护策略与措施的制定；（3）相关论文发表。
桥梁结构的锈蚀与防腐蚀技术研究
桥梁结构的锈蚀与防腐蚀技术研究桥梁是连接两个地点、两个社区的重要交通枢纽，它们承载着行人、汽车和货车等交通工具的重量。
然而，长期暴露在环境中的桥梁结构很容易遭受锈蚀，这将直接影响到桥梁的使用寿命和安全性能。
因此，针对桥梁结构的锈蚀问题，研究防腐蚀技术显得尤为重要。
首先，我们来了解一下什么是桥梁结构的锈蚀。
桥梁结构通常采用钢材作为主要材料，而钢材容易受到氧气和水的侵蚀，从而产生锈蚀。
锈蚀会使钢材失去原有的强度和刚性，导致桥梁结构的稳定性下降，甚至引发严重事故。
因此，保护桥梁结构免受锈蚀的侵害至关重要。
针对桥梁结构的锈蚀问题，研究人员提出了一系列防腐蚀技术。
其中最常见的是涂层防护技术。
利用不同种类的涂料来保护桥梁表面不受锈蚀是一种常见的防腐蚀方法。
涂层可以形成一层保护膜，隔绝钢材与外界环境的接触，防止氧气和水的侵蚀。
同时，涂层还具有滑动和自洁能力，减少桥梁表面灰尘和污染物的附着，降低锈蚀风险。
此外，除了涂层防护技术外，电化学防腐蚀技术也是一种常见的防腐蚀方法。
这种技术是利用电化学原理，在桥梁表面形成一层保护膜，防止钢材与外界环境的接触。
在电化学防腐蚀技术中，通常会使用钛合金、铝合金等作为阴极材料，通过施加外电源，使阳极氧化、形成一层电化学保护膜，从而防止钢材的锈蚀。
除了上述的常见防腐蚀技术，研究人员还在探索其他新型的防腐蚀技术。
例如，纳米技术在桥梁结构防腐蚀方面具有巨大的潜力。
纳米材料具有较大的比表面积和尺寸效应，能够形成更紧密的保护膜，有效地防止氧气和水的侵蚀。
此外，纳米涂层还具有自修复能力，能够自动修复微小的损伤，延长桥梁结构的使用寿命。
需要指出的是，防腐蚀技术的研究与应用并非一蹴而就，还需要考虑成本、可行性等因素。
在桥梁结构的设计阶段，就应该考虑防腐蚀技术的应用，将其纳入设计方案中。
此外，定期检查和维护也是防腐蚀工作的重要环节，及时发现和处理桥梁上的锈蚀问题，可以有效地保护桥梁结构的完整性和稳定性。
某大桥钢筋锈蚀检测及分析
检测结果表明所有测点实测电位值均大于-200 mV，表明该本文主要针对某大桥，从钢筋锈蚀电位测定、氯离子含测区处钢筋未被锈蚀。
量测定以及混凝土电阻率测定三个方面分析了大桥的钢筋锈 2.2 氯离子含量测定蚀情况，经分析目前该大桥的钢筋没有锈蚀，为下一步大桥混凝土是基本的建筑材料，但混凝土内的氯化物会造成内的养护维修提供借鉴和依据。
部钢筋的腐蚀，目前此问题引起了广泛的关注。
混凝土碱度超过了pH12，为钢筋表面覆盖了一个钝态保护桥梁结构中，钢筋的锈蚀会导致混凝土的开裂，构件的承层，但氯离子会破坏此保护层并最终导致钢筋的腐蚀，因此缩载能力降低，严重会导致安全事故的发生。
所以，在大桥的使短了混凝土建筑物的使用寿命。
用过程中，要对结构进行钢筋锈蚀的检测，为后期的养护维修硬化混凝土内的氯离子可以分为两类。
水溶氯离子如提供依据。
NaCl、KCl、CaCl ，直接腐蚀混凝土钢筋。
酸溶氯离子如21 工程概况3CaO·Al O ·Cacl ·10H O，间接腐蚀混凝土钢筋。
南丰县南门大桥位于南丰县琴城镇，为跨越旴江而设的一2322通过测试标准溶液和测试溶液内的电极电位，由此可计算座桥梁，建成于1987年。
南门大桥全长310 m，主桥为钢桁梁悬出未知溶液氯离子的含量：索桥，跨长160 m，悬吊系统采用两组主缆，每组10φ36钢丝△E/SCx = Ci × 10绳，吊索用φ30钢丝绳。
主缆垂度为L/10，f值为16 m。
钢桁架“Cx”表示未知溶液的含量，“Ci” 表示已知溶液的含量，“△轴线高2 m，横桁架宽4.5 m，纵向加劲桁架每榀4 m，横桁架主E”表示标准溶液和测试溶液之间的电位差，“S”表示电极差，使用##梁用25工字钢，纵向桁架用12L角钢。
北岸引桥第1跨为双曲拱+0.1mV的微伏可读测试仪。
桥，跨径12 m，北岸引桥第2跨为钢筋混凝土T梁桥，跨径21 ##本次检测南门大桥根据实际情况对1-4拱肋、2-2T梁以及m，南岸引桥为双曲拱桥，跨径16 m。
加速锈蚀与自然锈蚀钢筋混凝土梁受力性能比较分析
加速锈蚀与自然锈蚀钢筋混凝土梁受力性能比较分析
张伟平;王晓刚;顾祥林;商登峰
【期刊名称】《东南大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2006(0)S2
【摘要】对自然锈蚀与外加电流加速锈蚀2种条件下的锈蚀钢筋及锈蚀钢筋混凝土梁进行了对比试验研究.从钢筋锈蚀特征、锈后力学性能、锈胀形态、锈蚀梁受弯性能以及破坏形态等方面进行了比较分析,并从电化学机理对2种锈蚀方式做出了阐释.结果证明,外加电流加速锈蚀法可以较好地表现锈蚀引起的结构性能劣化趋势,但由于锈蚀机理的不同,它与自然锈蚀在各个方面存在显著差异,在同等质量锈蚀率下自然锈蚀钢筋混凝土梁的极限变形能力退化更为明显,加速锈蚀钢筋混凝土梁的刚度退化更为明显.
【总页数】6页(P139-144)
【关键词】自然锈蚀;外加电流;加速锈蚀;钢筋混凝土梁;耐久性
【作者】张伟平;王晓刚;顾祥林;商登峰
【作者单位】同济大学建筑工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TU375.1
【相关文献】
1.锈蚀钢筋混凝土梁受力性能研究 [J], 唐贵和;黄金林
2.人工气候与恒电流通电法加速锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能比较研究 [J], 袁迎
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3.钢筋混凝土梁加速锈蚀试验研究 [J], 于秋波;赵卓;元成方;王飞
4.基于分段法的锈蚀钢筋混凝土梁荷载-挠度特性数值模拟和钢筋锈蚀程度评估 [J], Qian FENG; Guan-nan WANG; Yong-ping ZHANG; Rong-qiao XU
5.人工加速锈蚀钢筋混凝土构件中钢筋锈蚀率与锈蚀电流的关系研究 [J], 杨晓明;吴天宇;陈永林
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锈蚀钢筋混凝土桥梁力学性能研究综述(Ⅰ)
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第 ４卷第 ２ 期
２０ ０ ７年 ６月
长 沙 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＣｈ ｎ ｓ ａＵｎｖ ｒｉ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄＴｅｈ ｏｏ ｙ Ｎａｕ ａ Ｓ ｉｎ ｅ ｏ ｒ ａ ａ ｇ ｈ ｉｅｓｔ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ （ ｔｒ ｌ ｃｅ ｃ ） ｏ ｙ
和 建议 ．
关 键 词 ： 筋 混 凝 土 桥 梁 ； 蚀 ； 学 性 能 ；综 述 钢 锈 力
中 图分 类 号 ： ４ ． Ｕ４ １ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
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锈蚀钢筋混凝土梁的力学性能及拱效应分析
锈蚀钢筋混凝土梁的力学性能及拱效应分析王磊;张鑫;钟立恒;毛亚东【摘要】对锈蚀率为0％，3％，6％，9％，12％，15％，18％的钢筋混凝土梁进行力学试验，分析试验梁的挠度、钢筋应变等指标随荷载及锈蚀率的变化规律，揭示不同锈蚀率钢筋混凝土梁受荷过程钢筋应力传递规律，以及荷载等级、钢筋锈蚀率与锈蚀钢筋混凝土梁的拱效应关系。
结果表明：钢筋锈蚀会引起钢筋与混凝土间粘结性能退化，钢筋应力呈现由跨中向两端传递的趋势，锈蚀梁承载机理趋于拱效应，锈蚀钢筋混凝土梁的拱效应随着荷载等级与钢筋锈蚀率的增加而增强。
%Based on the mechanical test of the reinforced concrete (RC)beams with different corrosion ratios of the reinforcement,including0%,3%,6%,9%,12%,15% and 18%,the indexes of the deflection and the steel strain of the test beams were analyzed with the various loads and corrosion ratios,to investigate the reinforcement stress of the test beams with different corrosion ratio during the load process,and the relation-ship among the arch effect of corroded reinforced concrete beams,the load grade and reinforced corrosion rati-o.The results show that the reinforcement corrosion degrades the bond performance between steel and con-crete;the stress of steel bar transfers from the mid-span to the beam end.In addition,the load-bearing mecha-nism of corroded beam tends to arch effect;the arch effect of corroded reinforced concrete beam enhances with the increase of the load level and the steel bar corrosion ratio.【期刊名称】《华侨大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(038)001【总页数】7页(P24-30)【关键词】拱效应;钢筋混凝土;粘结性能;锈蚀率【作者】王磊;张鑫;钟立恒;毛亚东【作者单位】广西建筑新能源与节能重点实验室，广西桂林 541004; 桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西桂林 541004;桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西桂林 541004;桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西桂林 541004;桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】TU375.1当混凝土结构中的钢筋受到外界环境不利因素作用时,往往会发生锈蚀现象.锈蚀使钢筋本身的材性发生较大变化，堆积的锈蚀产物也会造成钢筋与混凝土间粘结性能退化，从而导致锈蚀钢筋混凝土结构的力学性能和破坏机理发生较大的变化.此类问题一直是国内外学者关注和研究的热点[1-12].本文通过分析锈蚀钢筋混凝土梁中钢筋不同位置上应力的传递规律，从钢筋混凝土间粘结性能的角度阐明锈蚀钢筋混凝土梁受力过程的承载机理，揭示锈蚀钢筋混凝土梁不能完全由“梁效应”向“拱效应”转化的原因，得出锈蚀钢筋混凝土梁的拱效应与荷载、钢筋锈蚀率之间的关系.1.1 试件设计与制作以14根钢筋混凝土梁(1 300 mm×70 mm×150 mm)为研究对象.混凝土设计强度等级为C30.梁纵筋保护层厚度为25 mm，混凝土配合比为水泥∶砂∶石子∶水=1.00∶1.71∶3.15∶0.49.为了在加速锈蚀试验中增加混凝土的导电能力，采用质量分数为5%的NaCl溶液代替水配制混凝土.混凝土立方体抗压实测强度为33.32 MPa.受拉纵筋采用直径为14 mm的HRB400螺纹钢筋；架立筋采用直径为10 mm的HPB335光圆钢筋；箍筋采用直径为6 mm的HPB335的光圆钢筋.梁的构造图，如图1所示.试验选取钢筋内贴应变片的方法.采用线切割方法对纵筋进行加工处理后，将应变片贴于钢筋内，将长度为1 280 mm的钢筋沿轴向对半劈开，用铣床在劈开的两半钢筋内侧加工尺寸为2.5 mm×5.0 mm(合拢后为5 mm×5 mm)的凹槽，如图2所示.在钢筋槽内贴箔式电阻应变片(基底尺寸为2 mm×3 mm)，如图3所示.首个应变片与最后一个应变片距端部40 mm，每隔400 mm贴一片，上下交错布置，合拢后应变片间距为200 mm，应变片从左至右编号为1～7.应变片用细直径的多股导线从钢筋内部引出，用环氧树脂灌满整个凹槽，并将两半钢筋粘合起来. 制作了锈蚀率分别为3%，6%，9%，12%，15%，18%的混凝土试验梁，标记为A～F试件，另将未锈蚀G作为对比试件.采用木模水平浇筑钢筋混凝土梁，如图4所示.1 d后拆模，标准养护条件下,养护28 d.将试验梁置于质量分数为5%的NaCl溶液中,采用直流电对钢筋混凝土梁中钢筋进行加速锈蚀，理论锈蚀率依据法拉第定律计算，控制电流大小和时间，使钢筋达到试验所需的预定锈蚀率.1.2 试验装置及加载方式试验梁简支于支座上，利用油压千斤顶和大刚度的分配梁对试件进行三分点分级加载，通过压力传感器读取荷载数值.根据GB 50152-1992《混凝土结构试验标准》规定，加载初期采用荷载控制方法进行加荷，每级加载1.5 kN;后期控制加荷速度，每级加载0.5 kN，直到混凝土压碎或者钢筋屈服.支座和跨中位置放置位移百分表，试验装置如图5所示.1.3 实验现象试件梁破坏现象，如图6所示.在荷载水平较低时，试件梁表面未出现裂缝，随着荷载增大，试件跨中纯弯段和靠近座的弯剪段底部相继出现与纵筋垂直的受拉裂缝，荷载继续增大时,纯弯段裂缝宽度向上延伸，弯剪段裂缝向加载点延伸.当试验梁锈蚀率较小时，试件纯弯段裂缝发展较弯剪段快，随着荷载继续增大，可以看见纯弯段一条主裂缝宽度明显增大，并向上延伸，跨中混凝土逐渐被压碎剥落，即梁发生弯曲破坏.当纵筋锈蚀率较大时，弯剪段裂缝发展比纯弯段快，逐渐形成临界剪切斜裂缝，荷载继续增大临界裂缝继续向加载点延伸，宽度继续增大，达到极限荷载时，纵筋屈服甚至被拉断，试件剪压区混凝土开始被压缩，即试件发生剪压破坏.2.1 不同锈蚀率钢筋混凝土梁荷载-挠度分析不同锈蚀率钢筋混凝土梁荷载-挠度(F-Δ)曲线，如图7所示.由图7可知：随着锈蚀率的提高，试验梁的极限承载力与变形均表现出下降的趋势.在加载初期，挠度曲线呈线性增长，至一定荷载后，挠度增加加快；接近极限荷载时，在荷载增加较小的情况下，挠度不断增加，梁的破坏呈延性破坏形式.随着锈蚀率的不断增加，较高锈蚀率的试验梁变形能力明显下降，试验梁在荷载作用下的屈服阶段不再明显存在，由于锈蚀钢筋的塑性随着锈蚀量的增大而降低，加之锈蚀钢筋有效面积减少，高锈蚀率试验梁破坏时表现为脆性破坏.此外，各组不同锈蚀率钢筋混凝土梁在相同荷载值下，梁挠度呈现随锈蚀率增加而增大的趋势，这说明随着锈蚀率的增加，梁刚度逐渐减小.2.2 不同锈蚀率钢筋混凝土梁钢筋应变分析由各试验梁中受力主筋上钢筋7个应变片的测量值，可得钢筋锈蚀率不同的钢筋混凝土梁荷载-钢筋(F-ε)应变曲线，如图8所示.由图8可知：在荷载达到试验梁的开裂荷载之前，各组梁钢筋应变较小，钢筋应变随荷载的增加呈线性增加，此时，应力由混凝土与钢筋共同承担.荷载达到开裂荷载时，曲线产生突变，这是由于混凝土开裂后，混凝土应力由裂缝截面处的钢筋承担，故钢筋上产生较大的应变.在加载后期，钢筋达到屈服，在承载力增加很小的情况下，钢筋应变仍迅速增长，直到梁达到极限承载力.锈蚀率不同的各组梁钢筋两端的应变较小，越靠近纯弯段钢筋应变越大，纯弯段3～5号应变片读数始终大于其他应变片读数.低锈蚀率钢筋混凝土梁钢筋应变曲线与三分点加载时弯矩图有较好一致性，即纯弯段弯矩值最大，对应为钢筋应变值大，越往梁端弯矩值越小，对应钢筋应变值越小.在加载初期，高锈蚀率梁应变曲线与弯矩图也有较好对应性.在加载后期，梁端钢筋应变增长明显较快，这是由于锈胀裂缝的存在，钢筋发生了滑移，钢筋应力由跨中向梁端传递.由图8可知：低锈蚀率钢筋混凝土梁的破坏过程可分为梁初始裂缝的形成阶段、梁弹性阶段、梁破坏阶段等3个阶段.Ⅰ阶段为梁初始裂缝的形成过程，此阶段应变曲线呈比例直线变化；在Ⅰ阶段与Ⅱ阶段交接点，初始裂缝产生，梁开始进入弹性阶段，此阶段为裂缝发展阶段，初始裂缝不断扩展，且新裂缝不断形成，混凝土开裂后，混凝土应力由裂缝界面处的钢筋承担，钢筋应变不断增长；在Ⅱ,Ⅲ阶段的交接处则为梁的屈服点.由图8还可知：低锈蚀率梁有明显的屈服点，钢筋屈服后，梁随即进入Ⅲ阶段，即破坏阶段，此阶段钢筋应变迅速增长，混凝土压碎，梁发生延性破坏；高锈蚀率钢筋混凝土梁无明显屈服点，钢筋应变随加载值增大而增大，直至梁破坏，钢筋延性降低，破坏呈脆性破坏形式.不同锈蚀率钢筋混凝土梁各位置应变与纯弯段应变比值，如表1所示.表1中：m为梁端部应变与纯弯段应变的比值；n为梁1/2最大弯矩处应变与纯弯段应变的比值.由表1可知：m,n随梁的加载值的提高而提高，这说明锈蚀钢筋混凝土梁中锈胀裂缝的存在，使钢筋与混凝土的粘结面粘结性能退化，粘结力减弱;随着荷载的增加，钢筋需要更多的粘结段参与工作以获取更大的粘结力，呈现出应力由跨中向两端传递的趋势.钢筋与混凝土间粘结应力由锚固区粘结应力提供，梁加载过程中应力传递，如图9所示.2.3 锈蚀钢筋混凝土梁拱效应的影响因素在加载过程中，随荷载的增加，锈蚀梁中钢筋与混凝土间粘结性能逐渐退化，锈胀裂缝宽度逐渐变大，直至混凝土下部保护层剥离，梁下部混凝土逐渐退出工作，如图10所示.锈蚀梁的承载机理逐渐由梁向拱转化，钢筋锈蚀率越大的钢筋混凝土梁随着荷载值的增加，梁临近破坏时,应变比值越大.这是因为随着钢筋锈蚀率越大，梁临近破坏时，剪跨区域附近的纵筋和混凝土之间的粘结应力随之变小.由表1可知：应变比值的最大增幅只是由初始的0.5左右增至0.7左右，这表明锈蚀梁在加载过程中的承载机理不是由“梁”完全转化成“拱”，而只是介于梁效应与拱效应之间，主要存在以下4个方面的原因.1) 剪跨比对拱效应的影响.拱效应的的承载力与拱的推力角(θ)有关.其中，推力角则与梁的剪跨比有关，剪跨比越小，推力角越大，梁的拱效应越明显；剪跨比越大，推力角越小，梁的拱效应越弱.试验中，各组锈蚀梁的剪跨比为3.6，剪跨比较大，故梁不能由梁效应向拱效应完全转化.2) 锚固长度对拱效应的影响.锈蚀梁加载至后期，梁内的粘结应力主要由锚固区的粘结力提供，锚固段越长，拱效应越明显.试验中，钢筋锚固长度为40 mm,锚固长度较小，也是影响拱效应的原因之一.3) 箍筋对纵筋的约束作用.试验中，试验梁内箍筋的存在，约束了纵筋的滑移，混凝土的剥离只是与纵筋下表面接触界面以下部分剥离，纵筋上表面仍是嵌固在混凝土中，纵筋与混凝土间的粘结力仍然存在.当混凝土开裂后，钢筋与混凝土间的粘结强度因横向钢筋的存在而继续增加，使锈蚀梁的承载机理不能完全由“梁”转为“拱”.4) 钢筋与混凝土间摩擦力的存在.高锈蚀率钢筋混凝土梁由于锈胀裂缝的存在，可将其看为两端锚固，梁跨无粘结作用的钢筋混凝土梁.在加载过程中，由于梁端锚固作用，混凝土受压变形后与底部纵筋接触产生的摩擦力提供了钢筋与混凝土间协同作用所需的力，使钢筋与混凝土变形保持一致.2.4 不同锈蚀率钢筋混凝土梁拱效应的计算为了研究锈蚀钢筋混凝土梁在加载过程中承载机理的转化过程，采用文献[9]中锈蚀钢筋应力-应变(δ-ε)关系的数学模型，如图11所示.结合试验加载过程中锈蚀钢筋应变的数据，利用相关计算公式，对各组不同锈蚀率钢筋混凝土梁在加载过程中拱效应形成时的拱拉力进行计算与分析，可以得到锈蚀钢筋屈服强度fy，c、极限强度fu，c计算式[10]为式(1)，(2)中:ηs，fy，0，fu，0分别为钢筋锈蚀率、钢筋名义屈服强度、钢筋名义极限强度.当屈服平台存在时，取模型a计算，屈服平台消失时，采用模型b计算.根据式(1)，(2)，可得试验梁锈蚀钢筋屈服强度fy，c、极限强度fu，c，如表2所示.锈蚀钢筋混凝土梁在屈服阶段与极限破坏阶段时锈蚀钢筋的拉力Fy，c，Fu，c 为式(3),(4)中:As为锈蚀钢筋截面面积.根据式(3),(4)，由图11模型可计算出锈蚀钢筋混凝土梁在加载过程中各级荷载下锈蚀钢筋拉力F,并通过各组不同锈蚀率钢筋混凝土梁梁端与纯弯段钢筋应变片比值m，锚固段粘结力Fa的大小为钢筋混凝土梁受压区高度为式(6)中:ξ为相对界限受压区高度，ξ=0.518;h0为有效截面高度.拱效应作用下的推力角为式(7)中:l为弯剪段长度，由式(6),(7)可计算处推力角θ=11.72°.拱拉力T为各组不同锈蚀率钢筋混凝土梁拱效应作用下的拱拉力值及相关参数，如表3所示.由表3可知：随着荷载等级的增加，拱拉力逐渐增大，拱效应逐渐明显；相同大小的荷载作用下，拱拉力大小随着锈蚀率的增加而增加；锈蚀率低的梁，梁效应高于拱效应，锈蚀率为3%的A组锈蚀钢筋混凝土梁在加载后期拱拉力占梁承载力的29.6%，而随着锈蚀率的增加，当钢筋锈蚀率≥12%时，锈蚀钢筋混凝土梁中拱效应大于梁效应，锈蚀率为18%的F组试验梁在加载后期拱拉力与承载力比值为68.8%，相对锈蚀率最低的A组梁，拱效应提升了39.2%，这说明锈蚀钢筋混凝土梁在加载过程中,梁效应逐渐减弱，拱效应逐渐增强，且拱效应随着荷载和钢筋锈蚀率的增加而增强.1) 在低锈蚀率钢筋混凝土梁加载的过程中，跨中钢筋应变与挠度的变化规律具有较好的一致性.高锈蚀率钢筋由于钢筋锈蚀、锈胀裂缝的存在，梁在加载过程中,钢筋滑移导致梁两端钢筋的应变值明显增加.2) 钢筋锈蚀会导致钢筋混凝土梁破坏形式发生变化，低锈蚀率钢筋混凝土梁破坏呈现延性破坏形式；而高锈蚀率钢筋混凝土梁在加载过程中，钢筋无明显屈服点，试验梁加载破坏过程无明显屈服阶段，发生脆性破坏.3) 随着钢筋锈蚀率的增大，钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土间粘结性能退化，使钢筋混凝土梁承载机理由梁效应向拱效应转变.4) 在加载过程中，较高锈蚀率的试验梁随着粘结性能的变化，梁承载机理的转化，梁效应逐渐减弱，拱效应逐渐增强.【相关文献】[1] 张永利.锈蚀钢筋混凝土构件粘接性能及承载性能研究[D].西安:西安建筑科技大学,2011：3-12.[2] 吴锋,卓杨,张章.锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度退化研究[J].水运工程,2013(3):86-90.[3] 袁迎曙,贾福萍,蔡跃.锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模型[J].土木工程学报,2001,34(3):47-52.[4] 梁岩,罗小勇,肖小琼，等.锈蚀钢筋混凝土粘结滑移性能试验研究[J]. 工业建筑,2012,42(10)：95-100.[5] 沈德建,吴胜兴.大气环境锈蚀钢筋混凝土梁力学性能试验研究及分析[J].土木工程学报，2009,42(8):75-82.[6] 邢国华,牛荻涛.锈蚀钢筋混凝土梁的受弯分析模型[J].中南大学学报(自然科学版),2014,45(1):193-201.[7] CASTEL A.Mechanical behaviour of corroded reinforced concrete beam (Part1): Experimental study of corroded beams[J].Materials and Structures,2000，33(9):539-544.[8] CASTEL A.Mechanical behaviour of corroded reinforced concrete beam (Part2): Bond and notch effects[J].Materials and Structures,2000，33(9):545-551.[9] 张伟平,商登峰,顾祥林.锈蚀钢筋应力-应变关系研究[J].同济大学学报(自然科学版),2006,34(5):586-592.[10] 吴庆,袁迎曙.锈蚀钢筋力学性能退化规律试验研究[J].土木工程学报,2008,41(12):42-47.[11] 张平生，卢梅，李晓燕.锈损钢筋的力学性能[J].工业建筑，1995(9):41-44.[12] 孙晓东.主筋锈蚀钢筋混凝土梁疲劳试验研究[D].长沙：湖南大学，2006:1-55.。
大跨径钢桥钢箱梁锈蚀病害分析及养护措施
（１）隐蔽 构 件 检 查 不 彻 底，如 箱 室 内 锚 具 是 否 存在漏水、锈蚀等病害，必要时需要打开锚具后盖检 查锚杯是否积水、锈蚀等，这些部位的漏水得不到及 时处理很容易引起周围的钢箱梁锈蚀。
２０２１年 第 ７期 祝 龙：大跨径钢桥钢箱梁锈蚀病害分析及养护措施
— ７—
［３］ 周怀治，赵伟，张征文．中等跨径钢箱梁桥病害及维护研究：中 国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第 １４届（ＩＳＳＦ－２０１４）学 术交流会暨钢结构教学研讨会论文集［Ｃ］．合肥：２０１４：８００－ ８０５．
查，发现钢箱梁内部顶底板均存在腐蚀；钢箱梁外部 涂层能见轻度均匀变色和轻微粉化，底板有点状锈 蚀及泡状锈蚀。
本次检测根据锈蚀程度分为严重锈蚀（涂层因 锈蚀大面积锈 蚀 ）、中 度 锈 蚀 （涂 层 出 现 局 部 锈 蚀 ） 及轻度锈 蚀 （涂 层 表 面 存 在 浮 锈 ）。 严 重 锈 蚀 占 箱 梁内部总面积 １．２％，中度锈蚀占箱梁内部总面积 ０．７％。 ２．４ 维修方案
１．２ 锈蚀原因
影响钢结构桥梁锈蚀因素较多，分为环境因素、
构造因素、施工因素及养护因素等多方面。主要对
构造、施工及养护管理各个方面进行深入研究，以便
从根本上减少锈蚀病害发生的条件。
１．２．１ 构造因素
桥梁构造取决于设计阶段，设计阶段在桥梁使
用寿命中占有主导地位，不仅要考虑桥梁受力还需
关注桥梁的养护，目前桥梁设计理念保证桥梁满足
针对大桥制定专有预防性养护方案，预防性养 护主要为了延缓病害发生时间，抑制病害进一步发 展。预防性养护可以大大降低病害发生的概率，减 小病害处理难度，有利于节约养护成本。 ３ 结论
栓钉锈蚀情况下组合梁极限承载力的一种计算方法
第30卷第3期 湖南城市学院学报（自然科学版）V ol.30 No.3 2021年5月 Journal of Hunan City University （Natural Science）May 2021栓钉锈蚀情况下组合梁极限承载力的一种计算方法王礼彬1，邱杰2，黄柳2，曹国辉2*(1. 长沙理工大学土木工程学院，长沙 410114；2. 湖南城市学院土木工程学院，湖南益阳 413000)摘要：为了研究栓钉锈蚀对组合梁极限承载力的影响，通过对栓钉锈蚀率不同的钢-混凝土组合梁进行极限承载力破坏试验，对试验结果进行理论分析，并基于组合梁的不完全抗剪连接理论，提出了栓钉锈蚀后组合梁极限承载力计算公式﹒结果表明：栓钉锈蚀将导致组合梁的极限承载力降低，且极限承载力随着栓钉锈蚀率的增加呈线性下降趋势；将栓钉锈蚀率与组合梁抗剪连接系数相关联，提出栓钉锈蚀情况下组合梁极限承载力计算模型，该模型计算值与试验值吻合良好﹒关键词：钢-混凝土组合梁；栓钉锈蚀；抗剪连接程度中图分类号：TU378.2 文献标识码：A doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2021.03.0004文章编号：1672–7304(2021)03–0017–04A calculation method of the ultimate bearing capacity of steel-concretecomposite beam under the condition of stud corrosionWANG Libin1, QIU Jie2, HUANG Liu2, CAO Guohui2*(1. School of Civil Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha, Hunan 410000, China;2. School of Civil Engineering, Hunan City University, Yiyang, Hunan 413000, China)Abstract: In order to study the influence of stud corrosion on the ultimate bearing capacity of composite beams, the ultimate bearing failure test of steel-concrete composite beams with different stud corrosion rates is carried out, and the test results are theoretically analyzed, and based on the incomplete shear connection theory of composite beams, a formula for calculating the ultimate bearing capacity of composite beams after stud corrosion is proposed. The research results show that the corrosion of studs will lead to a decrease in the ultimate bearing capacity of composite beams, and the ultimate bearing capacity will decrease linearly as the corrosion rate of studs increases. Correlating the corrosion of studs with the reduction of the shear connection of composite beams, a calculation model for the ultimate bearing capacity of composite beams under the condition of stud corrosion is proposed, the test value is in good agreement with the calculated value.Key words: steel-concrete composite beam; pin rust: shear connection degree钢-混凝土组合梁能够将混凝土材料抗压性能好、经济性好，以及钢材抗拉强度高、塑性好的优点充分发挥，使材料各自的力学性能得到合理利用，兼具经济性与实用性，具有广阔的发展应用前景﹒钢-混凝土组合梁在一定环境条件下，构件材料性能往往会随时间退化，所导致的组合梁结构耐久性能退化的最普遍原因便是抗剪连接件锈蚀问题，这也是影响组合梁耐久性的主要因素﹒抗剪连接件锈蚀程度是决定组合结构耐久性的关键因素﹒文献[1-3]对钢-混凝土组合梁整体受力性能进行了耐久性试验研究﹒结果表明，钢-混凝土组合梁经过腐蚀作用后会降低钢组合梁筋强屈比，增大交界面相对滑移，其挠度延性比与栓钉腐蚀程度呈负相关关系；随着栓钉锈蚀程度的增加，屈服强度和极限强度减小，塑形性能下降，弹性模量降低﹒在此基础上，上述文献还建立了锈蚀栓钉力学性能退化模型和本构关系模型﹒赵长军等[4]基于受弯性能试验和数值模拟，对5根梁进行试验，其中4根梁采用恒定电流通电加速锈蚀方法(CCAC)使其抗剪栓钉锈蚀，栓钉锈蚀率为0%~40%，锈蚀完成后进行静力加载，收稿日期：2020-12-01基金项目：湖南城市学院土木工程国家级实验教学示范中心大学生创新性实验项目(2019)第一作者简介：王礼彬(1994―)，男，湖南邵阳人，硕士生，主要从事土木工程试验研究﹒E-mail:****************﹒*通信作者简介：曹国辉(1969―)，男，湖南益阳人，教授，博士，硕士生导师，主要从事钢-混凝土组合结构受力性能研究﹒E-mail:****************湖 南 城 市 学 院 学 报（自然科学版） 2021年第3期18探究组合梁在负弯矩作用下的力学性能﹒结果表明：随着栓钉锈蚀率的增加，组合梁抗弯承载力轻微减小，但其抗剪承载力则明显减小﹒基于试验数据及理论分析，得到了考虑栓钉锈蚀影响的理论计算模型﹒熊辉等[5]研究了腐蚀与长期荷载耦合作用后栓钉连接件的力学性能，对8个钢-混凝土连接件进行了推出试验﹒试验结果表明：栓钉锈蚀导致试件抗弯刚度和极限承载力降低，且对钢梁与混凝土板之间的相对滑移影响显著；腐蚀与荷载之间存在相互作用、相互影响的关系，即栓钉在压应力作用侧腐蚀减缓，在拉应力作用侧腐蚀加快﹒本文根据11根栓钉锈蚀后钢-混凝土组合梁极限承载力试验数据，结合理论分析，提出一种计算栓钉锈蚀情况下组合梁极限承载力的计算方法，以此研究栓钉锈蚀对组合梁极限承载力影响﹒1 组合梁极限承载力试验1.1 试件设计组合梁计算跨径l 0=2 000 mm ，截面如图1所示﹒型钢选用125 mm×125 mm 的Q235宽翼缘H 型钢，弹性模量为2.01×105 MPa ，屈服强度为315.7 MPa ，极限强度为433.2 MPa ﹒混凝土板采用C40混凝土，配合比水∶水泥(P42.5)∶砂∶碎石∶减水剂=150.0∶390.0∶710.0∶1 040.0∶12.7﹒每根梁配2列共32个Φ16 mm×60 mm 栓钉，纵向间距130 mm ，横向间距60 mm ﹒图1 组合梁截面 /mm1.2 试验现象试验共对11根钢-混凝土组合梁试件进行了极限承载力破坏试验，结果见图2~图3﹒由图3可知，试件均表现为弯压破坏，且试件钢梁和混凝土翼板之间均无明显错位，仅受压区混凝土翼板上表面被压碎﹒荷载作用初期，钢梁和混凝土翼板截面组合效应及整体工作性能良好，所有仪表读数正常且数据变化较为稳定，整个试件处于弹性工作阶段；当荷载增至0.4u P (u P 为极限承载力)左右时，组合梁发出轻微闷响声，从各千分表读数可看出滑移明显增大，钢梁与混凝土翼板之间的自然粘结受到破坏，此时可观察到混凝土翼板底部有横向裂缝产生；随着荷载继续增加，千分表指针转动速率加快，试件底部横向裂缝越来越明显；当荷载达到0.8u P 左右时，底部横向裂缝发展加剧，且混凝土板开始出现纵向裂缝，组合梁继续发出闷响声，各百分表、千分表读数不断增大；荷载增加到0.9u P 时，组合梁已产生明显变形，挠度及滑移值迅速增加，混凝土表面跨中部位已有部分混凝土被压碎，闷响声越来越大，且荷载出现回落的趋势；待稳定后持续加载至试件破坏，挠度明显增大，闷响声更加清晰，混凝土板裂缝从板底延伸至侧面及顶面，随后混凝土翼板上表面被压碎﹒图2 试验现场图3 组合梁破坏形态试验结束后记录混凝土表面及试件破坏情况，并对混凝土板进行破型，取出栓钉﹒按照相关规范要求对锈蚀栓钉连接件进行除锈处理，并通过测量栓钉质量损失，计算栓钉实际锈蚀率﹒王礼彬，等：栓钉锈蚀情况下组合梁极限承载力的一种计算方法第30卷19 1.3 试验结果及分析根据混凝土加载龄期将试件分为3组：不加载试件(SCB1，SCB4，SCB5，SCB6)、7 d龄期加载试件(SCB2，SCB7，SCB8，SCB9)和28 d龄期加载试件(SCB3，SCB10，SCB11)﹒根据试验结果，得到3组试件极限承载力随锈蚀率变化情况，如表1所示﹒表1 试验理论极限承载力与锈蚀率关系试件编号试验承载力/kN承载力下降程度/%实际锈蚀率/%SCB1 186 0 0 SCB2 185 0.54 0 SCB3 185 0.54 0 SCB4 184 1.07 3.7 SCB5 179 3.76 9.8 SCB6 178 4.30 10.2 SCB7 184 0.54 5.1 SCB8 182 1.62 7.0 SCB9 178 3.78 13.7 SCB10 182 1.62 6.3 SCB11 175 5.41 20.3由表1可知，不同混凝土加载龄期的3组试件极限承载力均受到栓钉锈蚀率的影响﹒随着栓钉锈蚀率的增加，各试件极限承载力基本呈线性下降趋势﹒锈蚀试件的极限承载力较未锈蚀试件均出现了不同程度的降低，其中承载力降低率最高的试件为SCB11，达到了5.41%；对未锈蚀且不同加载龄期的3个试件SCB1，SCB2和SCB3的承载力进行对比，发现混凝土加载龄期对试件的极限承载力影响较小，其承载力仅下降了0.54%；另外，3组试件中未锈蚀试件SCB1，SCB2和SCB3的极限承载力均比锈蚀试件的极限承载力要高，这主要是由于试件在腐蚀环境的作用下，栓钉与混凝土翼板的抗剪连接程度降低，导致其极限承载力降低﹒2 计算分析2.1 部分剪力连接组合梁极限承载力在钢-混凝土组合梁中，剪力连接件(栓钉)起着传递钢梁与混凝土翼缘之间剪力的作用，使得两者之间能够形成整体共同工作﹒根据剪力连接程度大小，分为完全剪力连接与部分剪力连接﹒假设由极限平衡条件确定的交接面剪力等于fn 个剪力连接件的抗剪能力之和，组合梁最大弯矩截面到零弯矩截面之间的连接件个数为n，那么当fnn=1时，组合梁为完全剪力连接；fnn<1则为部分剪力连接﹒随着栓钉数量的减少，钢梁和混凝土翼板协同工作程度下降，同时由于抗剪连接程度降低而引起滑移变形过大，使钢梁的塑性不能充分发挥，即钢梁截面不能进入强化工作阶段，以致抗弯承载力下降﹒工程实际中，栓钉锈蚀不仅会导致栓钉的抗剪能力下降，也会降低钢梁与混凝土翼板间的抗剪连接程度﹒因此，可以考虑采用部分抗剪连接的计算方法来计算组合梁的极限承载力﹒文献[6]中提出的部分抗剪连接组合梁塑性极限抗弯承载力按12()ps fu psfnM M M Mn=+-（）(1)计算，其中，fuM为完全抗剪连接时组合梁的塑性极限抗弯强度；psM为纯钢梁的塑性极限抗弯强度；fnn为抗剪连接系数﹒2.2 栓钉锈蚀情况下组合梁极限承载力栓钉的锈蚀必然导致组合梁的抗剪连接程度降低﹒根据试验数据进行拟合，用栓钉锈蚀率将组合梁抗剪连接系数通过线性关系表示，即：fnn=0.998 2 0.009 082m=α，(2) 其中，m为栓钉锈蚀率﹒引入栓钉锈蚀修正系数α对组合梁塑性极限抗弯承载力公式进行修正：1*2()ps fu psM M M Mα=+-﹒(3) 修正结果见图4﹒由图4可知，修正后的组合梁极限承载力计算值与试验值吻合良好，能够体现栓钉锈蚀条件下组合梁极限承载力的退化规律，并且能根据不同的栓钉锈蚀率，计算组合梁在栓钉锈蚀情况下的极限承载力﹒该计算方法准确性较好，可为栓钉锈蚀情况下组合梁的可靠性评估提供一定的试验依据与理论基础﹒湖 南 城 市 学 院 学 报（自然科学版） 2021年第3期20(a)不加载试件(b)7 d 龄期加载试件(c)28 d 龄期加载试件图4 修正结果3 结论1)栓钉锈蚀将导致组合梁极限承载力降低，且伴随锈蚀率增大承载力呈线性下降趋势﹒2)栓钉锈蚀将直接影响组合梁的抗剪连接程度，基于组合梁的部分抗剪连接计算公式给出的在栓钉锈蚀情况下的组合梁极限承载力计算模型，其计算值与试验值吻合良好，具有一定可靠性﹒参考文献：[1] SHI W H, YU Z W, KUANG Y C. Probability-based durability analysis of structural concrete under chloride salt environment[J]. Applied Mechanics and Materials, 2012, 1799: 1843-1847.[2]SHI W H, YU Z W. A probabilistic-based durability analysis of concrete structures exposed to chloride containing environment[J]. Applied Mechanics and Materials, 2012,1975: 3282-3286.[3] 余志武, 石卫华, 匡亚川. 栓钉锈蚀力学性能试验研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2014, 45(1): 249-255. [4]赵长军, 秦肖, 陈驹, 等. 栓钉锈蚀钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的力学性能研究[J]. 公路交通技术, 2017, 33(6): 60-65.[5]熊辉, 阳亮, 曹国辉. 长期荷载作用下锈蚀栓钉连接件卸载后静力试验研究[J]. 铁道科学与工程学报, 2018, 15(6): 1524-1533.[6] 聂建国, 刘明, 叶列平. 钢-混凝土组合结构[M]. 北京: 中国工业建筑出版社, 2005.[7]余志武, 匡亚川, 龚匡晖, 等. 加速锈蚀钢-混凝土组合梁的性能试验研究[J]. 铁道科学与工程学报, 2010, 7(3): 1-5. [8]荣学亮, 黄侨, 任远. 栓钉连接件锈蚀后静力性能和抗疲劳性能的试验研究[J]. 土木工程学报, 2013(2): 10-18. [9]阳亮. 腐蚀与荷载耦合作用下钢-混凝土连接件长期力学性能研究[D]. 长沙: 湖南大学, 2017.[10] 温雅谷, 秦肖, 赵长军, 等. 钢-混凝土组合梁负弯矩区锈蚀规律试验研究[J]. 钢结构, 2016, 31(11): 108-113.(责任编校：陈健琼)极极极极应/k N锈锈锈/%极极极极应/k N锈锈锈/%极极极极应/k N锈锈锈/%。
锈蚀钢筋混凝土旧桥超限及极限荷载作用的现场破坏性试验研究
第26卷增刊II V ol.26 Sup.II 工程力学2009年12 月Dec. 2009 ENGINEERING MECHANICS 213 文章编号：1000-4750(2009)Sup.II-0213-12锈蚀钢筋混凝土旧桥超限及极限荷载作用的现场破坏性试验研究张建仁，*彭晖，张克波，郝海霞(长沙理工大学土木与建筑学院，湖南，长沙 410004)摘 要：长期的服役以及频繁的超限车载将引起桥梁的损伤及性能退化，这类型桥梁在远超过其设计荷载的超限车载及极限荷载作用下的力学行为及真实承载能力一直是国内外研究人员努力的重要科学问题。
进行实桥破坏性试验是进行这方面研究最直接有效地方法，但限于试验机会、成本、难度等原因这种试验开展很少。
该文利用湖南省长沙市一座服役43年的钢筋混凝土简支T梁桥拆除重建的机会对该桥实施了现场破坏性试验，利用千斤顶加载模拟超限状态下的两轴、三轴重车荷载，进行了超限车辆荷载作用下的既有梁桥受力性能的试验研究，考察了超限车载下钢筋混凝土旧桥的结构反应，分析了超限车载循环对结构损伤累积的影响。
在此基础上采用2台500t 千斤顶以跨中加载方式进行了整桥破坏性试验，研究了桥梁加载至破坏全过程的力学性能尤其是极限状态下的力学行为。
该文工作具有显著的创新性，将对桥梁设计理论的发展和既有桥梁承载力评估方法的研究起到重要的指导作用。
关键词：锈蚀；钢筋混凝土旧桥；超限车载；破坏性试验；力学性能中图分类号：U446; U448.34 文献标识码：ATEST STUDY ON OVERLOAD AND ULTIMATE BEHA VIOR OF OLD REINFORCED CONCRETE BRIDGE THROUGH DESTRUCTIVE TEST OFCORRODED BRIDGEZHANG Jian-ren, *PENG Hui, ZHANG Ke-bo, HAO Hai-xia(Changsha University of Science & Technology, School of Civil Engineering and Architecture, Changsha, Hunan 410004, China)Abstract:Long time employment and frequent overload will result in structural damage and deterioration of bridges, therefore the overload and ultimate behavior of these bridges and their actual capacity are always important concerns of researchers worldwide. Although the actual bridge destruction tests are the most effective way to research in this field, the limitations of tests opportunities, cost and difficulties makes them seldom be carried out. This paper conducted a destruction test on a forty-three years old reinforced concrete simply supported T-beam bridge in Changsha City Hunan Province, when it was to be torn down for rebuilding. The experiment employed 8-12 hydraulic rams to simulate the over-load of the two-axle and three-axle trucks, to study the overload behavior of the bridge under simulated vehicle loads, and the damage accumulation resulting from the loading cycles was also analyzed. Furthermore, two 500t jacks were used to load the bridge till its destruction,———————————————收稿日期：2009-05-13基金项目：国家自然科学基金项目(50878031)作者简介：张建仁(1958―)，男，湖南人，教授，博士，博导，副校长，主要从事工程结构可靠度与结构耐久性评估研究(E-mail: JianrenZ@)；*彭晖(1976―)，男，湖南人，副教授，博士，主要从事桥梁结构耐久性能与先进复合材料应用研究(E-mail: anchor1210@)；张克波(1961―)，男，湖南人，教授，博士生，主要从事混凝土结构耐久性与桥梁检测加固技术研究(E-mail: zhangkblyx@)；214 工程力学and the mechanical performance of bridge during the whole process and the structure reaction in ultimate conditions were investigated. In this paper, some innovative work was made, which will contribute to the development of the design theory and the rating method of bridges.Key words:corroded; old reinforced concrete bridge; over-limit vehicle load; destructive test; behavior改革开放以来，随着国家经济的迅速发展，我国公路交通建设得到了长足的进步，与之相伴的是公路桥梁的建设也取得了令世人瞩目的成绩：2005年全长35.6km、主跨跨径1490m的润扬大桥建成通车，2005年底全长32.5km的第一座外海跨海大桥——东海大桥建成通车，2008年全长36km的世界最长跨海大桥——杭州湾大桥建成通车，截至2008年6月底我国主跨400m以上的桥梁已建成54座；主跨1000m以上的桥梁已建成6座，在建5座；已建的梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的最大跨径分别达到了330m、550m、1088m和1490m；未来还将建设的港珠澳大桥、琼州海峡跨海工程、渤海湾跨海工程等一批特大型桥梁将继续刷新世界桥梁建设记录。
腐蚀能起钢桥使用状态恶化,是影响钢桥寿命和安全性的主要因素
（一）立项依据与研究内容（4000-8000字）：1．项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。
附主要参考文献目录）；1.1 研究的意义 腐蚀能起钢桥使用状态恶化，是影响钢桥寿命和安全性的主要因素[1]。
据日10～15％；若双面被腐蚀各达腐蚀断裂的年破断率大约是0.2%。
山东某建在盐碱地上的大桥，只使用了8年就已经拆除重建。
2003年我国工业和自然环境腐蚀问题调查报告表明：我国的年腐蚀损失约为5000亿，占国民生产总值的5%。
我国地处多个气候地带，长江以南地区相对湿度超过80%的时间每年在200天以上。
我国海岸线长达一万多公里，海水和海洋大气中的氯离子弥漫在这些地区。
目前国内外修建很多大型跨海桥梁，这些跨海大桥都是钢桥，而这些桥梁基本都处于腐蚀环境中。
目前对于钢桥来说，连接节点的破坏是主要的破坏形式之一。
海洋环境大体分为五个区带，每个区带都有它特有的环境特点。
这五个区带为：海洋大气带、海洋飞溅带、海水潮差带、海水全浸带以及海泥带。
每个区带的腐蚀特征都不同。
一般，滨海桥梁主体结构的节点位于海洋大气带。
海洋大气环境中，材料处于干湿交替区，腐蚀严重。
腐蚀会引起节点受力性能的改变，在动力荷载的作用下，高强螺栓的承载能力将失效甚至直接导致破坏。
1981年日本对东海道本线大井川桥等8座桥进行了检查[2]，运用"x 光衍射法"分析螺杆部的腐蚀生成物, 分析结论为：在箱形梁内部和直接受雨淋的部位,特别是在夏季高温高湿环境中，螺杆部也会生成黑锈(Fe 3O 4)而受腐蚀，当螺栓强度降至可能导致滞后破坏的数值时,就有破坏的危险。
我国1998年建成的南盘江大桥，在2008年检测发现主桁上节点板锈蚀，80%中度锈蚀（锈坑深度0.6-1.2mm），10%轻度锈蚀（防护涂层劣化，起皮、剥离），如图 [3]观景平台检测发现，虽然仅仅通车4年，如图 2所示。
沿海锈蚀钢筋混凝土梁桥疲劳性能分析及安全性与耐久性评估
沿海锈蚀钢筋混凝土梁桥疲劳性能分析及安全性与耐久性评估钢筋混凝土桥梁结构的日趋老龄化,沿海地区高氯离子含量的侵蚀环境,冬季除冰融雪氯盐的大量使用,交通量的飞速增长,货运超载越来越普遍,使得沿海地区混凝土中钢筋的锈蚀程度、受拉钢筋中的疲劳应力幅、疲劳作用次数都将同时增大,大量的锈蚀钢筋混凝土桥梁结构迫切需要进行疲劳性能分析、疲劳寿命预测以及安全性和耐久性评价。
为了解决上述问题,本文做了以下研究：(1)进行了钢筋混凝土试验梁的外加直流通电加速锈蚀试验,分析了混凝土中钢筋在自然气候环境下的锈蚀原理及通电加速锈蚀发生机理,推导出了通电加速锈蚀钢筋的锈蚀率控制方程,总结出了通电加速锈蚀试验的控制技术。
(2)进行了锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳加载试验,研究了锈蚀钢筋混凝土梁在疲劳反复荷载作用下的破坏形态、疲劳寿命、裂缝、混凝土应变、跨中挠度的变化情况。
试验结果表明：所有锈蚀后的试验梁在循环加载到一定次数后,均发生脆性疲劳破坏,具有突然性、危险性,且锈蚀率越大疲劳寿命越短,锈蚀的发生大幅降低了钢筋混凝土梁的疲劳寿命；未锈蚀的试验梁在循环200万次后不发生疲劳破坏,并在静载破坏试验中,表现出较好的延性破坏特征,表明疲劳作用对未锈蚀梁的静力性能没有实质影响；在疲劳反复荷载作用下,试验梁截面抗弯刚度随循环次数的变化具有明显的两阶段特征,即缓慢减小并趋于稳定。
提出了锈蚀钢筋混凝土梁在疲劳反复荷载作用下刚度的修正计算公式,并对公式的计算值与试验实测值进行了对比验证,可用于长期车辆活载作用下锈蚀钢筋混凝土梁桥挠度变形的计算与评估。
(3)通过对经疲劳破坏后取出的梁内主筋进行静力拉伸试验,研究了锈蚀疲劳后混凝土中钢筋的力学性能变化规律。
试验结果表明：疲劳循环加载200万次后,未锈蚀钢筋与原状钢筋一样,表现出较好的延性破坏特征,表明疲劳作用对未锈蚀钢筋的力学性能(强度、延性)没有明显影响；钢筋锈蚀疲劳后应力—应变曲线的特征发生了明显的改变,屈服强度降低,极限拉应变减小,屈服台阶特征改变,材料特性由软钢转化为表现出一定程度的硬化特征,变化程度的大小与锈蚀疲劳的程度有关；疲劳裂纹的出现使得钢筋在静力拉断时的破坏形态发生改变,钢筋的屈服强度显著降低,在极低的延伸率下即突然拉断,延性几乎完全丧失,具有脆性破坏的危险性。
钢筋锈蚀对桥梁桩基混凝土性能影响分析
钢筋锈蚀对桥梁桩基混凝土性能影响分析摘要：桥梁桩基础与地下土体以及其他多种对混凝土结构有害的环境密切接触，在侵蚀性盐类含量较高的地区，这种现象尤为严重。
研究表明，钢筋锈蚀是导致桥梁桩基础承载力降低，从而引发桥梁结构耐久性降低最关键的因素。
所以，对已发生锈蚀的混凝土构件进行分析、研究是桩基础耐久性研究的最主要的手段之一。
为了方便试验操作的方便，本文通过配置一定数量的钢筋混凝土试块，采用电化学快速锈蚀试验，对配置的试块的性能进行探讨性研究。
主要通过研究钢筋锈蚀后其屈服强度的变化规律以及钢筋与混凝土粘结强度的变化规律，从而得到了桥梁桩基础结构性能的退化规律。
关键词：钢筋锈蚀；混凝土；承载力；桩基础；混凝土中的钢筋一旦发生锈蚀，在钢筋表面生成一层疏松的锈蚀产物，并且同时向周围混凝土孔隙中扩散，锈蚀产物体积比腐蚀钢筋的体积要大得多，一般可达钢筋腐蚀量的2-4倍。
锈蚀产物的体积膨胀使钢筋外围混凝土产生环向拉应力，当环向拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在钢筋与混凝土界面处将出现内部径向裂缝，随着钢筋锈蚀的进一步加剧、钢筋锈蚀量的增加，径向内裂缝向混凝土表面发展，直到混凝土保护层开裂产生顺筋方向的锈胀裂缝，甚至保护层剥落，严重影响钢筋混凝土的正常使用。
本文通过试验研究钢筋锈蚀对桥梁桩基混凝土性能影响1 钢筋锈蚀常见原因分析1.1 与混凝土碳化有关在混凝土结构中，钢筋受到周围混凝土的保护，一般并不被腐蚀，只有在一定条件下才产生锈蚀。
正常情况下，空气中的二氧化碳气体在混凝土表面逐渐被氢氧化钙吸收，形成碳酸钙，这种现象称为混凝土碳化，碳化的速度除与二氧化碳的浓度有关外，还取决于相对湿度及混凝土的密实度等。
一般状态下，由于水泥的水化作用，混凝土内的pH值为12~13，在此环境下，钢筋周围形成一种保护膜，即钝化膜，可保护钢筋不被锈蚀;当 pH值小于9时，该钝化膜即遭破坏。
只有在混凝土内碱度降低，即碳化深度达到或超过钢筋保护层时，钢筋表面的钝化膜被破坏，钢筋才开始锈蚀。
预应力混凝土桥梁钢束锈蚀分析
预应力混凝土桥梁钢束锈蚀分析目前，世界各国的钢筋混凝土结构，由于钢筋锈蚀问题而造成了巨大的经济损失，尤其是在欧美日等发达国家，每年都要耗费大量的资金用于修复和加固存在钢筋锈蚀损伤的混凝土结构，且有逐年增长的趋势[1-2]。
资料表明，1975年美国各种腐蚀破坏造成的经济损失为700亿美元，其中由于混凝土中钢筋锈蚀造成的损失占40%；英国为解决海洋环境下钢筋混凝土构筑物的腐蚀与防护问题，每年就花费将近200亿英镑；日本约有21.4%的钢筋混凝土结构损失是由钢筋锈蚀引起的。
钢筋锈蚀问题是引起钢筋混凝土结构提前破坏的主要因素，因为有粘结筋发生锈蚀后，与混凝土之间的粘结强度降低，而发生滑移，直接导致混凝土构件承载力降低，提前破坏。
Metha教授在1991年召开的第二届混凝土耐久性国际学术会议上也提出，将钢筋腐蚀列为混凝土结构破坏的最主要原因之一。
Houde在1973年针对不同的应力水平，不同的保护层厚度，不同的混凝土强度进行了一系列的粘结滑移拉伸实验研究。
Nilson利用Bresler等人的实验资料，采用平均滑移值，用三次多项式的形式给出了粘结滑移的关系式。
对于有粘结预应力混凝土梁桥，预应力孔道的灌浆率通常不能实现100%饱满，容易引发钢束锈蚀，因此，锈蚀钢束与混凝土间就会存在粘结与滑移问题。
然而，对该问题的结构行为及失效机理的研究，在国内外的所得成果都非常少。
本文基于桥梁分析中常用的梁单元特点，以Saenz公式和Skogman公式分别作为混凝土和预应力钢束的的应力—应变本构关系，同时采用非线性弹簧来模拟锈蚀钢束与混凝土之间的粘结滑移，提出从刚臂元——非线性弹簧元——钢束元的模拟分析方法，为在役损伤的预应力混凝土桥梁的失效机理分析或耐久性评估，提供一定的参考依据。
1钢束元本构模型预应力钢筋的应力—应变本构关系采用Skogman公式，即：f=εEQ+（1）Q=式中：f为预应力钢束的极限强度；ε为预应力钢束的极限拉应变；f为预应力钢束1%应变时的应力（屈服强度）。
钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响分析
钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响分析摘要院对于钢筋混凝土桥梁来说，钢筋锈蚀直接影响到桥梁的耐久性，进而威胁到桥梁的安全。
为此，本文通过分析钢筋混凝土桥梁中钢筋的锈蚀机理和影响钢筋锈蚀的因素，同时提出相应的政策建议，进而为提高钢筋混凝土桥梁的承载能力提供参考依据。
Abstract院The steel corrosion directly affects the durability of reinforced concrete bridge, thus threatening the security of the bridges.Therefore, this paper analyzes the corrosion mechanism and influencing factors of the steel corrosion in reinforced concrete bridge, andmakes relevant policy and recommendations, to provide reference for improving the bearing capacity of reinforced concrete bridge.关键词院耐久性；钢筋腐蚀；混凝土Key words院durability；steel corrosion；concrete中图分类号院TU37 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）27-0114-020 引言钢筋锈蚀对于钢筋混凝土桥梁来说，是一种比较普遍的病害，受这种病害的影响和制约，使得桥梁结构的耐久性受到威胁。
钢筋锈蚀在影响桥梁结构物耐久性的各种因素中占据主导性地位。
每年为了修复钢筋混凝土结构的耐久性，美、英等国都要花费大量的人力、物力和财力。
随着时间的不断延伸，在我国已经有一些桥梁进入老化期，为了确保桥梁的安全性，需要对钢筋锈蚀进一步加大研究、防治的力度。
钢筋锈蚀率对桥梁结构耐久性的影响分析
钢筋锈蚀率对桥梁结构耐久性的影响分析摘要：桥梁是工程中非常重要部分，施工企业通常都会重视桥梁部分的施工质量，通常不会出现太大问题。
但是因为桥梁一般处于露天场所，在长期的恶劣环境影响下，桥梁的钢筋很容易出现锈蚀现象。
如果桥梁钢筋锈蚀问题没有引起相关部门的注意，会减短桥梁的使用寿命，严重时可能会出现坍塌现象。
关键词：桥梁结构；钢筋锈蚀；耐久性；影响一、钢筋锈蚀的原因及危害1、原因。
近年来，由于我国城镇化进程不断加快，开展了大量的城市基础设施建设工程，使得我国高速和立交桥建设的数量不断增多。
钢筋的锈蚀是长期困扰这些工程项目问题之一，钢筋的锈蚀不仅使混凝土结构遭到破坏，更带来了大量经济损失。
1.1混凝土的保护层厚度及完好程度。
混凝土的密度对于钢筋混凝土构件来说，保护层的厚度、完好程度以及混凝土的密买度等都会在不同程度上影响和制约侵蚀性介质的侵蚀速度。
通常情况下，钢筋锈蚀与保护层厚度之间符合线性关系，为了防止钢筋发生锈蚀，世界各国在保护层厚度方面，都有明确的规范在修订的《钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中，我国对钢筋最小保护层的厚度进行了明确的规定。
1.2混凝土的碳化程度通过控制混凝土的碳化，进而在一定程度上降低混凝土的pH值，为钢筋脱钝营造良好的环境条件对于钢筋的失重率、混凝土的碳化深度来说，通常情况下基本符合线性关系，混凝土的碳化程度直接导致钢筋发生锈蚀。
2、危害。
钢筋锈蚀的影响因素各种各样，如盐害、冻害和碳化等都使钢筋锈蚀。
当混凝土的表面出现沿着钢筋方向的裂痕时，表示桥梁中的钢筋已经出现锈蚀。
由于钢筋锈蚀会在表面出现锈斑，导致混凝土持续膨胀而发生开裂的现象。
钢筋锈蚀会导致钢筋横截面减小，使得钢筋的承受重力的能力下降。
同时，也会使钢筋和混凝土的融合力随之而削弱，往大了看便是降低了结构的受力性能和耐力性能，这将会产生严重的后果，导致桥梁工程使用寿命大大减小。
二、钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响1、锈蚀后钢筋的力学性能钢筋发生锈蚀，进而在一定程度上直接影响钢筋构造物的承载力情况。
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瑞利－里兹逼近算法进行理论分析，并提出了能计算从０％填充到１００％填充的壳的临界屈曲应力的公式。
使用此公式的计算结果与文献的试验结果能良好地吻合。
研究表明在薄壁圆柱形壳内填充加气混凝土能提高构件的屈曲强度。
同时，提出了一个适用于工程设计的简化公式。
研究表明，当加气混凝土厚度超过１０％的外壁半径时，增加混凝土用量的经济性较差。
关键词：薄壁钢管；圆柱形壳；填充；弹性屈曲；非线性屈曲
锈蚀钢箱梁桥的极限强度分析
Ｕｌｔｉｍａｔｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ
Ｃｏｒｒｏｄｅｄ Ｓｔｅｅｌ－Ｂｏｘ Ｇｉｒｄｅｒ Ｂｒｉｄｇｅｓ
Ｙａｓｓｅｒ Ｓｈａｒｉｆｉ ａｎｄ Ｊｅｏｍ Ｋｅｅ Ｐａｉｋ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｔｈｅｏｒｙ ｉｓ ａ ｕｓｅｆｕｌ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｅｓｔｉ－ｍａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｒｉｓｋｓ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅ ａｉｍ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｉｓ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ａｎｄ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ａ ｐｒｏ－ｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅ ｕｌｔｉｍａｔｅｓｔｒｅｎｇｔｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｔｅ ｍｅｍｂｅｒｓｄｕｅ ｔｏ ｇｅｎｅｒａｌ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｔａｋｅｎ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ．Ａ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｓｔｅｅｌ－ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ａｎ ａｎａｌｙｔｉｃ ｆｏｒｍｕｌａ ｔｈａｔ ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ－ｒｅｌａｔｅｄ，ｔｉｍｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙｉｎｖｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｆｏｒｍｕ－ｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｍｉｔ ｓｔａｔｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ ｃｏｒｒｏｄｅｄ ｓｔｅｅｌ－ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒｓ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｌｏａｄｍｏｄｅｌｓ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ，ｒｅｌｉａ－ｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｂｒｉｄｇｅｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ ｔｉｍｅ－ｄｅｐｅｎｄａｎｔ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｐｒｏｆｉｌｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｅｔｅｒｉｏｒａ－ｔｉｏｎ ｄｕｅ ｔｏ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄｆｏｒ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｎｇｓｔｅｅｌ－ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｏｐｔｉｍａｌ ｒｅ－ｌｉａｂｉｌｉｔｙ－ｂａｓｅｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｒｉｄｇｅｓ；Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ ｍｏｄ－ｅｌ；Ｓｔｅｅｌ－ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒｓ；Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｄａｍａｇｅ
Ｔｈｉｎ－Ｗａｌｌｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０１１，４９（１）：１５７－１６６
摘 要：结构可靠性理论可有效地评估结构老化的程度。
通过研究给出一个程序，用于评估存在部分腐蚀板构件的钢箱梁桥的极限强度的可靠性。
基于腐蚀和强度衰减的解析式，提出一种确定钢箱梁极
限强度的概率模型。
研究内容包括典型结构选型、极限状态方程、腐蚀钢箱梁抵抗模型的发展、可靠性分析法的发展、选定桥梁的可靠性分析和可靠性时程曲线的发展，以及腐蚀引起的结构退化。
研究结果较好地预测退化钢箱型梁桥的使用年限和可靠性设计优化方案的发展。
关键词：桥梁；可靠性分析；概率模型；钢箱型梁；腐蚀破坏
纯弯下带双翼缘的冷弯薄壁型槽
钢梁的有效形式
Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｓｈａｐｉｎｇ ｏｆ Ｃｏｌｄ－Ｆｏｒｍｅｄ Ｔｈｉｎ－ＷａｌｌｅｄＣｈａｎｎｅｌ Ｂｅａｍｓ ｗｉｔｈ Ｄｏｕｂｌｅ－Ｂｏｘ Ｆｌａｎｇｅｓ
ｉｎ Ｐｕｒｅ Ｂｅｎｄｉｎｇ
Ｅ．Ｍａｇｎｕｃｋａ－Ｂｌａｎｄｚｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｄｅｖｏｔｅｄ ｔｏ ｃｏｌｄ－ｆｏｒｍｅｄ ｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄｃｈａｎｎｅｌ ｂｅａｍｓ ｗｉｔｈ ｄｏｕｂｌｅ－ｂｏｘ ｆｌａｎｇｅｓ．Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒ－ｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃ－ｓｅｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅ ｗａｒｐｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｒｐｉｎｇ ｉｎｅｒｔｉａｍｏｍｅｎｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｔｉｃａｌｌｙ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅ－ｒｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｄｅｆｉｎｅｄａｓ ａ ｑｕａｌｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅ．Ｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｏｆ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｉｓ ｃｏｎ－ｓｔｒａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｇｌｏｂａｌ，ｌｏｃａｌ ｂｕｃｋｌｉｎｇ，ａｎｄ ｇｅｏ－ｍｅｔｒｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆｇｌｏｂａｌ ａｎｄ ｌｏｃａｌ ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄ ｂｅａｍｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎ－ｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌｓｈａｐｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔａｂｌｅｓ ａｎｄ ｆｉｇｕｒｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄ ｂｅａｍ；Ｏｐｅｎ－ｃｌｏｓｅｄ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ；Ｄｏｕｂｌｅ－ｂｏｘ ｆｌａｎｇｅ；Ｏｐｔｉｍａｌ ｓｈａｐｉｎｇ
Ｔｈｉｎ－Ｗａｌｌｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０１１，４９（１）：１２１－１２８
摘 要：致力于研究带双翼缘的冷弯薄壁型槽钢梁。
封闭截面的几何特性用无量纲参数表示。
分析研究翘曲方程和翘曲惯性矩。
优化准则和无量纲目标方程被定义为质量准则。
可行的解决方案受到强度，局部、整体屈曲和几何条件的限制。
提出冷弯薄壁型梁整体和局部屈曲的分析方法，并给出最优选型的数值计算结果。
关键词：冷弯薄壁梁；开口－闭口截面；双翼缘；最优选型
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Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．２０１１（２），Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．１４３。