港口工程混凝土结构设计使用年限的确定

论文摘要

混凝土耐久性问题导致结构无法达到预期设计使用年限是工程界普遍关注的问题,特别是对于使用环境条件较为严酷的港口混凝土结构。如何提高港口工程质量和结构物的使用年限,全面降低工程的全寿命成本已成为迫切需要解决的问题。本文结合交通部西部交通建设科技项目“港口工程全寿命周期技术方法理论分析与研究”,对港口工程混凝土结构使用年限的确定方法进行了研究,包括以下内容：1.分析了国内外港口混凝土结构耐久性的调查结果,剖析了我国港口混凝土规范在几次修订中关于混凝土耐久性方面规定的变化,研究了耐久性对结构安全性和使用性能的影响,并通过算例说明了耐久性对港口结构可靠指标的影响。2.讨论了提高港口结构耐久性及延长结构使用年限的基本措施和附加措施,比较了国外相关规范的耐久性设计规定；根据我国规范《港口水工建筑物检测与评估技术规范》（JTJ 302-2006）规定的钢筋混凝土和预应力混凝土构件使用年限的计算公式,估算了按照规范规定的最大水灰（胶）比和最小混凝土保护层厚度确定的使用年限,同时也给出了按国外标准、规范规定求得的估算结果,并以此使用年限估算值为基础综合比较了我国规范规定与国外标准、规范规定的严格程度。3.从概念上研究了基于港口结构全寿命成本规定设计使用年限下结构耐久性设计、维护、维修方案的选择；从全寿命成本设计角度,讨论了确定港口结构设计使用年限的方法,并基于最优效益,提出了确定使用年限的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 设计使用年限
• 1.2.1 相关规范中设计使用年限的规定
• 1.2.2 确定结构设计使用年限的方法
• 1.3 全寿命成本分析
• 1.4 本文研究内容
• 2 港口混凝土结构使用和耐久性状况调查分析
• 2.1 国内港口工程调查情况
• 2.1.1 1986年以前建造的港口
• 2.1.2 1986年后建造的港口
• 2.2 国外港口结构调查情况
• 2.3 我国与挪威港口码头运行情况的比较
• 2.4 我国不同年代规范关于混凝土耐久性的规定
• 2.4.1 混凝土材料的选择
• 2.4.2 最大水灰（胶）比
• 2.4.3 最小水泥用量
• 2.4.4 混凝土最低强度等级
• 2.4.5 混凝土最小保护层厚度
• 2.4.6 横向受力裂缝宽度
• 2.5 本章小结
• 3 腐蚀对港口混凝土结构安全及使用性能的影响
• 3.1 港口结构安全性与设计使用年限的关系
• 3.2 腐蚀对混凝土结构安全性的影响
• 3.2.1 钢筋锈蚀与时间的关系
• 3.2.2 锈蚀对钢筋混凝土构件承载力的影响
• 3.3 锈蚀对钢筋混凝土构件使用性能的影响
• 3.3.1 对钢筋混凝土构件刚度的影响
• 3.3.2 对裂缝的影响及纵向顺筋裂缝
• 3.4 实例分析
• 3.5 本章小结
• 4 港口工程混凝土结构耐久性设计及耐久年限估算
• 4.1 耐久性设计的基本措施
• 4.1.1 采用合理的结构形式及细部构造
• 4.1.2 采用高性能混凝土
• 4.1.3 适当增加混凝土保护层厚度
• 4.2 附加措施
• 4.2.1 环氧涂层钢筋
• 4.2.2 实心不锈钢钢筋
• 4.2.3 不锈钢镀层钢筋
• 4.2.4 钢筋阻锈剂
• 4.2.5 混凝土外涂覆层
• 4.2.6 阴极保护
• 4.3 按规范规定的基本措施估算的耐久年限
• 4.3.1 按我国规范规定估算的耐久年限
• 4.3.2 按国外规范规定估算的耐久年限
• 4.4 本章小结
• 5 港口混凝土结构全寿命成本分析与全寿命设计
• 5.1 港口混凝土结构的维护和维修
• 5.1.1 混凝土粘贴修补
• 5.1.2 电化学修复技术
• 5.2 港口混凝土结构的加固
• 5.2.1 码头面层补强加固
• 5.2.2 梁增大截面加固
• 5.2.3 黏贴钢板加固
• 5.2.4 黏贴纤维布
• 5.2.5 预应力加固法
• 5.2.6 改变结构体系
• 5.3 全寿命成本分析
• 5.4 基于最优收益的设计使用年限
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢