混凝土梁桥剩余使用寿命研究.pdf

桥梁建设2 0 1 4年第 4 4卷第 5期( 总第 2 2 8 期 ) Br i d g e Co n s t r u c t i o n，Vo 1 4 4，No 5 ，2 0 1 4( To t a l l y No 2 2 8 ) 63 文章 编 号 ： 1 0 0 3 4 7 2 2 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 0 6 3 0 6 混凝土梁桥剩余使用寿命研究 张 立 业 ， 孙 利 民 ( 1 同济大 学土木 工程 防灾 国家重 点实验 室， 上海 ，郭 学东。 ， 董丽娟。 2 0 0 0 9 2 ；2 吉林 大 学交通 学院 ， 吉林 长春 1 3 0 0 2 5 ) 摘 要 ：为揭示混凝土梁桥剩余使 用寿命的演化规律 ， 在分析混凝土碳化及钢筋腐蚀过程的 基 础上 ， 研 究钢 筋腐蚀 对 梁桥承 载能力 的影 响 ， 考虑钢 筋和 混凝 土协 同工作 能 力的 降低 ， 以混凝 土 梁 桥达到承载能力极限作为剩余使用寿命的终结标准， 提 出了梁桥剩余使 用寿命的预测模型。借助随 机 过程方 法 ， 得 到混凝 土梁桥 中钢 筋开始腐蚀 、 锈 胀开裂 以及 达到承载 能力极 限 时的钢 筋腐蚀 深度与 剩余使用寿命之 间的关系， 并针对不同的使用环境分别建立了剩余使用寿命的表达式。结果表 明， 混 凝 土梁桥在使 用 1 0 0 7 1 0 9 7年后 钢 筋 开始腐 蚀 ； 当钢 筋腐蚀 深度 为 0 0 4 7 mm 时 ， 混 凝 土开 裂 ， 导致钢 筋腐 蚀速 度加 快 ； 当钢 筋腐 蚀深 度 为 1 5 9 1 1 5 9 5 mm 时 ， 混 凝土 梁桥 达到承 载 能 力极 限 。 关键词 ：混凝土桥 ； 梁桥 ； 工程结构 ； 剩余使 用寿命 ； 钢筋腐蚀 ； 腐蚀深度； 承载能力 中 图分 类 号 ：U4 4 7 ； U4 4 5 7 3 文献标 志码 ：A S t u d y o f Re ma i ni ng S e r v i c e Li f e o f Co n c r e t e Gi r d e r Br i d g e Z HANG Li y e ，SU N Li rai n ，GU O Xu e d o n g ，DONG Li - j u a n ( 1 S t a t e Ke y La b o r a t o r y f o r Di s a s t e r Re d u c t i o n i n Ci v i l En g i n e e r i n g ，To n g j i Un i v e r s i t y ，S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2，Ch i n a；2 C o l l e g e o f Tr a n s p 0 r t a t i 0 n ，J i l i n Un i v e r s i t y ，Ch a n g c h u n 1 3 0 0 2 5 ，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：To r e v e a l t he e v ol u t i o n l a w o f t he r e ma i n i ng s e r v i c e l i f e of c o nc r e t e gi r d e r b r i d ge， t h e i nf l u e nc e s o f t he r e i nf o r c e me n t c or r o s i on o n t he be a r i ng c a pa c i t y o f t he gi r d e r b r i dg e we r e s t ud i e d on t he b a s i s of a n a l ys i s o f t he c on c r e t e c a r bo na t i o n a n d r e i nf or c e m e nt c o r r os i o n p r oc e s s The de c r e a s e of t he c o wo r ka bi l i t y o f t h e r e i nf o r c e me n t a nd c o nc r e t e a f t e r t he c on c r e t e c r a c ke d wa s c o ns i de r e d，t he l i mi t s t a t e of t he be a r i n g c a pa c i t y t h a t t he g i r de r b r i dg e r e a c h e d wa s t a ke n a s t he t e r m i na t i on po i n t o f t h e r e ma i n i ng s e r v i c e l i f e a n d t he p r e di c t i on mod e l f o r t he r e ma i n i ng s e r v i c e l i f e o f t he br i dg e wa s pr op o s e dBy t he r a n do m p r oc e s s a n a l ys i s m e t ho d，t he r e l a t i o n be t we e n t he r e i nf or c e me nt c o r r o s i o n de pt h a n d t he r e ma i ni n g s e r v i c e l i r e a t t he t i me t he r e i nf o r c e m e nt i n t he g i r de r br i d ge s t a r t e d t o c or r o de，t he c on c r e t e c r a c ke d d ue t o t he r e i nf or c e me nt c o r r os i o n a nd t he br i dg e r e a c h e d t he l i mi t s t a t e of t he be a r i ng c a pa c i t y wa s o bt a i ne d a nd t he e xp r e s s i o ns o f t he r e ma i n i n g s e r v i c e l i f e f o r t h e d i f f e r e n t s e r v i c e e n v i r o n me n t we r e r e s p e c t i v e l y e s t a b l i s h e d Th e r e s ui t s s ho w t h a t t he r e i n f o r c e m e n t i n t h e c on c r e t e g i r de r b r i dg e s t a r t s t o c or r o de a f t e r t he br i d ge ha s b e e n i n s e r v i c e f o r 1 0 O7 1 O9 7 y e a r s W he n t he r e i n f o r c e m e nt c o r r os i o n d e pt h i s 0 04 7 m m ，t h e c o nc r e t e s t a r t s t o c r a c k，whi c h c o ns e q ue nt l y c a us e s t he r e i n f o r c e me n t c or r o s i on r a t e t o a c c e l e r a t e a nd wh e n t he c or r o s i on d e p t h i s 1 5 9 1 1 5 9 5 mm ，t he g i r de r b r i dg e wi l l r e a c h t he l i m i t s t a t e o f t he be a r i n g c a p a c i t y Ke y wo r d s ：c o n c r e t e b r i d g e ；g i r d e r b r i d g e ；e n g i n e e r i n g s t r u c t u r e ；r e ma i n i n g s e r v i c e l i r e ；r e i nf or c e m e nt c or r os i o n；c o r r os i o n de pt h；be ar i ng c a pa c i t y 收稿 日期 ： 基金项 目： 作者简 介： 2 O 1 4 0 6 0 5 9 7 3项 目子课题( 2 0 1 3 C B 0 3 6 3 0 5 ) ； 教育部 高等学校博士学科点专项科研基金项 目( 2 0 1 0 0 0 6 1 1 1 0 0 5 i ) S u b j e c t o f P r o j e c t o f N a t i o n a l Ke y Fu n d a me n t a l R e s e a r c h De v e l o p me n t P r o g r a m ( P r o g r a m 9 7 3 )( 2 0 1 3 C B 0 3 6 3 0 5 ) ；P r o j e c t o f S p e c i a l Re s e a r c h Fu n d f o r Do c t o r a l Pr o g r a m o f H i g h e r Ed u c a t i o n I n s t i t u t i o n s o f M i n i s t r y o f Ed u c a t i o n( 2 0 1 0 0 0 6 1 1 1 0 0 5 I ) 张立业 ， 工程师 ， E ma i l ： z l y u s e 1 2 6 c o rn。研究方 向： 桥梁结构健康监测 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 4 桥 梁建设 B r i d g e C o n s t r u c t i o n 1 引 言 混凝 土梁桥的健康监测主要包括在线测试、 可 靠性和工作状态评估口 及剩余使用寿命预测。梁 桥的使用寿命或耐久年限是指在正常使用和正常维 护 条件下 ， 梁 桥仍 具 有 其 预 定 使用 功 能 的时 间 。混 凝 土 的碳 化 和钢筋 腐蚀 是影 响混 凝土 梁桥 耐久性 和 使用寿命 的重要因素 ， 很多学者在这方面做 了大量 的研究 。聂 建 国等 口 提 出 了考 虑应 力水 平影 响 的组 合 加 固梁疲 劳寿命 的计 算方 法 。耿欧 等r 4 在 应用 电 化学技术进行混凝 土内钢筋腐蚀机理、 检测混凝土 内钢筋腐蚀程度等方面的应用进行了研究 。管昌生 等 分析 了钢 筋混凝 土 耐久性 的碳 化 与钢筋 腐蚀 影 响机制 ， 研究 了钢筋混凝土结构碳化时间与腐蚀深 度 模式 以及 钢筋 混凝 土 耐 久 性 时 变 统计 特 征 ， 提 出 了钢筋 混凝 土结 构 耐久 性 预 测 的 时 变 可靠 度 方 法 。 易 伟 建 等 通 过 腐 蚀 钢筋 混 凝 土梁 的疲 劳试 验 ， 分 析 了 主筋腐 蚀与 混 凝 土 梁疲 劳性 能 的 关 系 。Y Q Ni 等 用 S N 曲线制定 了热点应力随机模型 ， 借 助结构可靠 度理论 来评估疲 劳寿命 。P a r a me s wa r a n L 等 提出了一种参数化的混凝土桥梁碳化模 型 、 钢筋的腐蚀恶化模型。Oh B H 等 建立 了氯 离 子侵 入恶 化模 型 ， 提 出 了 由于交 通 荷 载 和 干湿 环 境 影 响的损 伤模 型 ， 建 立 了一 个 氯 离 子 侵 入 的恶 化 模 型 。综 上 所述 ， 目前 在 混凝 土 梁 桥 的钢 筋腐 蚀 机 理 、 钢筋 腐蚀 程 度 检测 、 耐久 性及 时 变可 靠 性评 估 1 “ 方 面的研 究成 果 较 多 ， 混凝 土 梁 桥 剩余 使 用 寿命 的演化规律及其预测方法尚待进一步的完善。 钢筋的腐蚀大致经历 3个阶段 ： 第一是混凝土 保 护层部 分 碳化 ， 钝 化 膜 破坏 导 致 钢 筋 开 始腐 蚀 的 阶段； 第二是钢筋腐蚀 ， 腐蚀物体积膨胀导致混凝土 保护层胀裂的阶段 ； 第三是保护层胀裂后 ， 钢筋腐蚀 加 剧 ， 最 终结 构无 法继 续承 受荷 载导致 破 坏 的阶段 。 鉴 于此 ， 本文 以混 凝 土 梁 桥达 到 承 载 能 力极 限作 为 剩余使用寿命 的终结标准 ， 提 出了混凝土梁桥剩余 使用寿命 的预测模 型， 并针对不 同的使用环境分别 建立了剩余使用寿命的表达式。 2 梁桥 剩余 使用 寿命 的评 估方 法 由于 自然因素的影响 ， 材料性能的劣化 ， 导致梁 桥 的承 载能 力逐渐 衰 减 。当梁桥 的抗 力衰 减到小 于 承受的荷载时， 发生破坏， 标志着安全寿命的终结 。 2 1 混 凝土 开裂前 的钢筋腐 蚀 分析 混凝 土保 护层 碳化 使其 失去 了对 钢筋 的保 护作 用 ， 大量 调查 资料 表 明 ， 很多 混凝 土 的碳 化 深度在 还 未到达钢筋表面时 ， 钢筋就 已开始腐蚀 ， 牛获涛_ 1 将 扣 除碳化 残量 后 的混凝 土保 护层完 全碳 化 的时 间 作为钢筋开始腐蚀 的时 间。钢筋开始腐蚀后 ， 腐蚀 物体积膨胀使混凝土发生开裂 ， 在这个过程中， 钢筋 的腐蚀 速度 主要 受 环 境 、 保 护层 厚 度 及 混 凝 土 材 料 本 身 的影 响 。通 过快 速腐蚀 试 验数据 和 大量工 程 检 测结果 ， 混 凝 土保 护 层 开 裂前 钢 筋 腐 蚀 速 度 ( ram) 拟合的计算公式如下 ： l一 4 6 k k e ( RH 一 0 4 5 ) 亏 。 。 。 ( 1) 式 中， 愚 为钢筋位 置修正系数 ； k 为小环境修 正系 数 ； T为年 平 均 气 温 ( ) ； RH 为 环 境 湿 度 ( ) ； C 为混凝土保护层厚度 ( ram) ； 为混凝土抗 压强度 ( MPa ) 。 根据钢 筋 的位置 、 直径 及 形状 ， 得到 混凝 土保 护 层 锈胀 开裂 时 的 钢筋 腐 蚀 深 度 ( ram) ， 因 此 可 得 出从 钢筋开 始腐 蚀到 保护 层锈 胀开 裂 的时 间 t 2 2 混凝 土开 裂后 的钢 筋腐 蚀分 析 在混凝 土 开裂后 ， 钢 筋 的工作环 境 劣化 ， 使腐 蚀 速度 加快 ， 并 降低受 拉 钢 筋 的 屈 服 强度 和 截 面 有 效 面积 ， 进而使承载能力降低 ， 当降低到一定程度时， 梁 桥发生破坏 。混凝土保护层锈胀开裂后 ， 第 i 根钢筋 使 用 t 年后 的腐蚀深度 m ( ram) 可按下 式计算 ： f + 2 5 1 ( f t ) ( l 0 0 0 8 ) 【 +( 4 0 2 1 1 8 7 5 1 ) ( f t ) ( l 0 0 0 8 ) ( 2 ) 钢筋腐蚀会使钢筋和混凝土间的协 同工作能力 降低 ， 本文用钢筋的协 同工作降低 系数来描述这一 过程 。其数值与使用 t 年后 的腐蚀深度 有关 ， 当预测构件今后 的承载能力时 ， 第 i 根钢筋的协 同 工作降低系数 志 可按下式计算 ： f 1 ) 忌 。 = = = 10 8 5( m) 一 ) 0 3 mm ( 3 ) 式 中 ， 为混 凝 土保护 层 锈 胀 开 裂 时 第 i根 钢 筋 的 腐蚀深度( ram) 。 2 3 混凝土梁桥 的剩余使用寿命评估 按 承载能力寿命准则预测梁桥剩余使用 寿命 时， 在计算钢筋应力项时 ， 应采用腐蚀钢筋的实际屈 服强度和腐蚀后的有效面积 ， 并计入协 同工作降低 系数 。根据 牛荻 涛给 出 的腐 蚀 钢筋 实际 屈服 强度 的 表 达式 ， 对 于如 图 1的 T 形梁结 构 ， 有 ： 厂 d 如 + ， c d ( 6 ； 一 6 ) h ；一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 混凝土粱桥剩余使 用寿命 研究 张立业 ， 孙利民 ， 郭学 东 ， 董丽娟 6 5 ： ( 1 一1 0 7 7 q ) f d A 一 厂 d A ( 4 ) 式中， _厂 c d 为混凝 土抗压强度设计值 ( MP a ) ； f 为钢 筋抗拉强度设计值 ( MP a ) ； 为综合考 虑腐蚀钢筋 截面面积减少 和屈服强度降低影响的第 i 根受拉钢 筋折减系数 为结构中第 i根腐蚀钢筋 的截 面损 失率 ； A 为第 i 根钢筋的截面面积 。 , 垒 A sj r一 通 r o M ( 图 1 考虑钢筋腐蚀 的正截 面承载能力计算示意 Fi g 1 Ca l c ul a t i o n Di a g r a m o f Be a r i n g Ca p ac i t y o f No r ma l Se c t i on-Con s i d e r i ng Re i nf o r c e me nt Co r r o s i o n 对受拉钢筋合力作用点取矩可得 ： y o ( 1 一 7 ) M d 志 【 f cd b x ( h 。 一 专 ) + f od _ 6 ) ； ( 等 ) ( 5 ) 式 中， 刁 为正截面抗 弯承载 能力降低 限值 系数 ； 走 为钢 筋协 同工 作 降低 系数 的平 均值 ， 由式 ( 3 ) 计算 后 并取平均值。 为了便于应用实桥检测数据， 将式( 4 ) 中钢筋腐 蚀率 改写成钢筋腐蚀深度 ， 有 ： f o d b x+ _厂 c d ( 6 ； 一b ) h ；一 ( 1 1 O 7 7 ) ( 6 ) 腐 蚀深度 。 可表 示成 ： = 0 2 3 2 1 3 d i X 一 ( 7 ) 采用承载能力寿命准则 进行 寿命预测时 ， 应预 先给定承载能力 的限定数值 7 o ( 1 一) Ma ， 由式( 5 ) 确定混凝土受压 区高度 z， 由式( 7 ) 计算出腐蚀深度 ，再由下式求出梁桥结构 的剩余使用年限 丁。 t- r o 0 0 8 ) 1 = ( 8) f 粤 + 一 tl ( o 0 0 8 ) l 4 o 一 1 8 7 5 1 3 算例 本文选用承载能力寿命准则对梁桥进行剩余寿 命预测， 环境湿度为 6 5 ， C 3 o混凝土 ， 年平均气温 1 7， 其他参数为： y O 为 1 o ， h 。为 1 1 5 0 IT l m， b为 1 5 0 mm， h ；为 1 2 0 mm， A 为 8 1 4 3 mi D 。 ， 6 为 1 0 0 0 f i l m。桥梁 在建造 和使 用过程 中， 其几 何参 数 、 材 料参 数均 为 随机变 量 。因此 ， 采 用 随机过 程分 析方 法 ， 各 随机 变量 的统 计 分布及 特 征见 表 1 。 表 1 随机 参数 的统计分布及特征 Ta b 1 St a t i s t i c Di s t r i bu t i o n a nd Cha r a c t e r i s t i c s o f Ra nd o m Pa r ame t e r s 参数 统计分布及特征 参数 统计分布及特征 k 。 N ( 1 3， 0 3) U( 3， 4 ) U ( 2 5 ， 3 5 ) U( 1 0， 1 5 ) U( 1 o ， 1 0 ) RH N( 6 5 ， 5 ) C N( 4 0 71 2， 1 9 8 4 ) l厂 c k N( 2 0 1， 2 8 1 4) N ( 1 1 75 ， 0 1 7 5 ) d N( 3 2， 1 ) 注 ： 、 、 和 分别表示潮湿 室外、 干燥室外 、 潮 湿室 内和干 燥室内的小环境修正系数。 采用多 次随机抽样计 算的方法 ， 随机抽样 5 0 次 ， 由式 ( 1 ) 计 算 出混 凝 土 保 护 层 开 裂 时 的腐 蚀 速 度 ， 计算结果见图 2 。由图 2可知 ， 钢筋的腐蚀速度 与所 处 的工作 环 境 密 切 相关 。在 潮 湿 室 外 环境 、 干 燥 室外 环境 、 潮湿 室 内环境 以及 干燥 室 内环 境 中 钢 筋腐蚀速度 的平均值 分别 为 0 0 0 7 3 4 ， 0 0 0 6 3 3 ， 0 0 0 2 7 0， 0 0 0 2 1 2 mm a 抽样样本 图 2保 护层 锈胀开裂时钢筋腐蚀速度 Fi g 2 Re i nf or c e me nt Cor r os i o n Ra t e W he n Co n c r e t e Co v e r Cr a c ke d Du e t o Re i nf o r c e m e n t Co r r o s i o n 根据梁桥 的重要性 和技术经济条件 ， 正截面抗 弯承载能力降低限值系数 一0 3 5 ， 由结构分析可 知 ， 该 梁 桥 的抗 弯 承载 能力 Md 为 2 3 5 3 7 8 k N i n ， 进而得到预定承载能力 的限定数值 ) ， 。 ( 1 一刀 ) Md 。 因混凝土的抗压强度设计值和钢筋的抗拉强度设计 值分别为 1 3 8 N mm 和 2 8 0 N ram ， 由式 ( 5 ) 求 得梁桥的受压区高度为 4 2 1 5 mr n ， 再 由式 ( 7 ) 求得 钢筋的腐蚀深度 根据式( 8 ) 求出梁桥的剩余使 用 年 限 T， 从 而得 到按 承 载 能 力 寿命 准 则 预 测 的梁 桥剩余使用寿命( 一0时) ， 结果见图 3 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 6 桥梁建设B r i d g e C o n s t r u c t i o n 3 0 0 2 5 0 廿 嚣 2 0 0 口 1 5 0 1 0 0 5 0 0 抽样样本 图 3混凝土剩余使用寿命 Fi g 3 Re ma i ni ng S e r vi c e Li f e o f Co nc r e t e 由图 3可知 ， 在潮湿室外环境 、 干燥室外环境 、 潮湿室内环境以及干燥室 内环境中剩余使用寿命的 平均 值分 别为 8 7 0 2 ， 9 6 O 9 ， 1 8 4 3 5 ， 2 2 7 7 8年 。 在桥 梁检测 过 程 中 ， 腐 蚀 速度是 难 以测量 的 ， 故 本文研究易于测量的腐蚀深度与剩余使用寿命的关 系。在随机抽样计算 的基础上 ， 对梁桥剩余使用寿 命与钢筋腐蚀深度 的平均值进行拟合分析， 得到了 4种环 境下 二者 之 间的相互 关 系 ， 计算 结 果见 图 4 。 由图 4可 知 ， 混凝 土结 构 在 开 裂前 腐 蚀 速 度 较 慢 ， 开 裂后 混凝 土保 护作用 减 弱 ， 使 腐蚀 速度 加快 。 2 5 0 2 0 0 廿 器 1 5 0 旺 1 0 0 0 5 I 0 i 5 1 7 5 钢筋腐蚀深度 m ( a )潮湿室外环境 O 根据图 4分析 ， 混凝土梁桥在钢筋开始腐蚀时 、 混凝土开裂时以及结构承载力极限时的钢筋腐蚀深 度与剩余 使用 寿命 的数值关 系见 表 2 。由表 2可 知 ， 在不同的使用环境中， 潮湿室外环境的剩余使用 寿命最短 ， 干燥室 内环境的剩余使用寿命最长 。混 凝土梁桥在使用 1 0 O 7 1 0 9 7 年后钢筋开始腐蚀 ； 当钢 筋腐 蚀深 度 为 0 0 4 7 r n m 时 ， 混 凝土 开 裂 ； 当钢 筋腐 蚀 深度 为 1 5 9 1 1 5 9 5 mi l l 时 ， 混凝 土 梁 桥 达 到 承载 能力极 限 。 以承载能力极 限作 为剩余使用寿命 的终结标 表 2 钢筋腐蚀深度与剩余使用寿命计算 结果 Ta b 2 Ca l c u l a t i o n Re s u l t s of Re i nf o r c e me n t Co r r o s i o n De pt h a nd Re ma i ni n g S e r v i c e Li f e 廿 豫 旺 j型 廿 豫 旺 藤 0 5 1 0 l J 5 l _ 7 5 钢筋腐蚀深度 m m ( b )干燥室外环境 0 5 1 0 l _ 5 1 7 5 0 钢筋腐蚀深度 m m ( c )潮湿 室 内环境 0 5 1 0 1 5 L _ 7 5 钢筋腐蚀深度 r a m ( d )干燥 室 内环境 图 4钢筋 腐蚀 深度与剩余使用寿命关 系 Fi g 4 Re l a t i o n b e t we e n Re i n f o r c e me nt Co r r o s i o n De p t h a n d Re ma i ni ng S e r vi c e Li f e 舳 廿 难豫 熏 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 混凝土梁桥剩余使用 寿命 研究 张立业 ， 孙 利民 ， 郭学东 ， 董丽娟 6 7 准 ， 当结构的使用年限 t = = = 0时， 梁桥剩余使用寿命 与腐蚀深度的关系式如下 ： 一 f 1 3 8 5 5 h+ 1 0 0 7 2 0 h 0 0 4 7 e I 4 5 5 3 7 h + 1 4 4 4 3 0 0 4 7 h 1 5 9 4 一 f 1 6 2 3 4 h+ 1 0 9 7 0 0 h 0 0 4 7 【 5 O 1 8 8 h+ 1 6 2 2 3 0 0 4 7 h 1 5 9 1 一 f 3 7 8 0 8 h+ 1 0 9 5 2 0 h 0 0 4 7 e 一1 1 0 0 7 5 h + 2 3 9 0 3 0 0 4 7 h 1 5 9 3 一 f 4 7 8 2 2 h+ 1 0 9 0 4 0 h 0 0 4 7 一 【 1 2 5 6 0 h+ 2 7 3 9 5 0 0 4 7 h 1 5 9 5 ( 9) 式中 ， T 、 了 、 ： 、 T 和 分别为在潮湿室外环境、 干 燥室外环境 、 潮湿室内环境及干燥室内环境下 ， 梁桥 承载能力极 限时的剩余 使用寿命 ； h为腐蚀深 度。 因为混 凝 土结构 保 护 层 开 裂前 、 后钢 筋 的腐 蚀 速 度 不同 ， 故采用分段 函数进行描述 。由此建立 了混凝 土梁桥剩余使用寿命与钢筋腐蚀深度的函数关系表 达式 ， 为梁桥剩余使用寿命 的预测提供了理论依据 和实践 方法 。 4 结 论 在对混凝土梁桥 的钢筋开始腐蚀时间、 混凝土 开裂 时 间和承 载 能力 极 限 时 间进 行 分 析 的基 础 上 ， 以梁桥达到承载能力极限作为剩余使用寿命的终结 标准 ， 提出了混凝土梁桥 在不 同环境条件下剩余使 用寿命的评估方法 ； 在随机抽样计算的基础上 ， 得出 了混凝土梁桥在开裂前腐蚀 的速度较 慢， 开裂后混 凝土保护作用减弱 ， 使腐蚀速度加快 ； 潮湿室外环境 的剩余使用寿命最短 ， 干燥 室内环境 的剩余使用寿 命最 长 ； 混凝 土梁 桥在 使用 1 O O 7 1 O 9 7年 后钢筋 开始 腐蚀 ； 当钢筋 腐蚀 深度 为 0 0 4 7 ml T l 时 ， 混 凝 土 开裂 ； 当钢筋 腐蚀 深 度 为 1 5 9 1 1 5 9 5 mm 时 ， 混 凝土梁桥达到承载能力极限。以承载能力极 限作为 剩余使用寿命 的终结标 准， 提出了在不 同环境条件 下混凝土梁桥剩余使用寿命与钢筋腐蚀深度的函数 关系表达式 ， 该评估方法简便易行 ， 为混凝土梁桥剩 余使用寿命的预测提供了依据 。 参考 文献 ( R e f e r e n c e s ) ： E l i 王 璃 ， 荆 国强 ， 王 波桥梁健 康监测 系统在线 结构 分析及状态 评估 方 法 J 桥梁 建设 ， 2 0 1 4 ， 4 4 ( 1 ) ： 2 5 3 O ( WANG Yu ，J I NG Gu o - q i a n g，W ANG B o On l i n e S t r u c t u r a l An a l y s i s a n d S t a t e Ev a l u a t i o n M e t h o d f o r B r i d g e He a l t h Mo n i t o r i n g S y s t e m J B r i d g e C o n s t r u c t i o n，2 0 1 4 ，4 4 ( 1 ) ：2 5 3 0 i n Ch i n e s e ) 2 Z h a n g L Y，G u o X D，D o n g L J B r i d g e S t r u c t u r e Ra n d o m R e l i a b i l i t y An a l y s i s J Ap p l i e d Me c h a n i c s a n d M a t e r i a l s ，2 0 1 2 ，( 1 9 3 1 9 4 )：1 3 3 8 1 3 4 1 3 聂建国 ， 王 宇航钢板 一混凝土 组合 受弯 加 固梁 疲劳 性能试验研究 J 建筑结构学 报 ， 2 0 1 1 ， ( 2 ) ： 1 9 ( NI E J i a n - g u o。WANG Yu h a n g Ex p e r i me n t a l Re - s e a r c h on Fa t i gue Be ha vi o r of Fl e xt u r a l RC Be a ms S t r e n g t h e n e d b y S t e e l P l a t e - Co n c r e t e Co mp o s i t e Te c h - n i q u e J J o u r n a l o f B u i l d i n g S t r u c t u r e s ， 2 0 1 1 ， ( 2 ) ： 1 9 i n Ch i n e s e ) 4 耿欧 ， 李果 ， 袁迎曙电化学 检测技术在 混凝土 内 钢筋腐蚀 研 究 中 的 应 用 现 状 与 展 望 J 混 凝 土 ， 2 0 0 5， ( 2 )： 2 0 2 3 ( GENG Ou ，L I Gu o，YUAN Yi n g s h u Cu r r e n t S t a t e a n d Pr o s p e c t i n g o f Ap p l y i n g El e c t r o c h e mi c a l De t e c t i o n Te c h n i q u e s t o Re s e a r c h o f Re i n f o r c e me n t C o r r o s i o n i n C o n c r e t e J C o n c r e t e ，2 0 0 5 ，( 2 ) ：2 0 2 3 i n C h i n e s e ) 5 3 管 昌生 ， 江智鹏 钢筋混 凝土 结构 耐久性 预测 的时 变 可靠度方 法 E J 武汉 理工 大学 学报 ， 2 0 0 3 ， ( 6 ) ： 3 1 34。 49 ( GUAN Ch a n g - s h e n g，J I ANG Z h i - p e n g Ti me - De p e n d e n t Re l i a b i l i t y M e t h o d f o r Du r a b i l i t y P r e d i c i t i o n o f Re i n f o r c e d C o n c r e t e S t r u c t u r e J J o u r n a l o f Wu h a n Un i v e r s h y o f Te c h n o l o g y ，2 0 0 3，( 6 )：3 1 3 4，4 9 i n Chi ne s e ) 6 易伟建 ， 孙 晓东锈蚀 钢筋 混凝 土粱疲 劳性 能试 验研 究 J 土木工程学报 ， 2 0 0 7 ， ( 3 ) ： 6 1 0 ( YI We i - j i a n，S UN Xi a o d o n g Ex p e r i me n t a l I n v e s t i ga t i o n o n t he Fa t i gue Be ha v i or o f Cor r o de d RC Be a ms J C h i n a C i v i l E n g i n e e r i n g J o u r n a l ，2 0 0 7 ， ( 3 ) ：6 1 O i n Ch i n e s e ) 7 Y Q Ni ，X W Y e ， J M Ko Mo n i t o r i n g B a s e d F a t i g u e Re l i a b i l i t y As s e s s me nt of St e e l Br i dg e s： Ana l yt i c a l Mo d e l a n d Ap p l i c a t i o n J J o u r n a l o f S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g ，AS CE，2 0 1 0 ，1 3 6 ( 1 2 ) ：1 5 6 3 1 5 7 3 r 8 P a r a me s wa r a n L，Ku ma r R，S a h u G KEf f e c t o f Ca r b o n a t i o n o n C o n c r e t e B r i d g e S e r v i c e L i f e E J J o u r n a l o f Br i d g e En g i n e e r i n g，2 0 0 8，1 3 ( 1 )：7 5 8 2 9 Oh B H， L e w Y， C h o i Y C R e a l i s t i c As s e s s me n t f o r Sa f e t y a nd Se r vi c e Li f e o f Re i nf o r c e d Con c r e t e De c ks i n Gi r d e r B r i d g e s J J o u r n a l o f B r i d g e E n g i n e e r i n g ， 20 07，1 2( 4)：4 10 41 8 E l o 郭学东 ， 张立业 ， 董丽娟 ， 等桥梁系统 可靠性评估 方 法 J 吉林 大学学报( 工学版) ， 2 0 1 2 ， ( 3 ) ： 6 3 4 6 3 8 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 8 桥梁建设B r i d g e C o n s t r u c t i o n ( GUO Xu e - d o n g，ZHANG Li y e ，D0NG Li j u a n，e t a1 Br i 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