橋梁耐久性可以定義為:在正常養(yǎng)護(hù)條件下,橋梁能夠保持其安全性、適用性和外觀要求的能力。橋梁耐久性失效的標(biāo)志,要根據(jù)具體結(jié)構(gòu)與環(huán)境特點(diǎn)加以確定,比如:
①表層混凝土碳化、保護(hù)層剝落、鋼筋銹蝕至一定程度;
②預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)材料(體內(nèi)束、體外束、拉索、吊桿等)的應(yīng)力腐蝕、錨頭銹蝕至一定程度;
③裂縫開(kāi)展超出允許限制;
④橋梁發(fā)生持續(xù)下?lián)?,其變形速率或量值超出可接受的限度?/SPAN>
⑤因結(jié)構(gòu)年久老化和(或)荷載通行標(biāo)準(zhǔn)提高,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力顯著下降,表現(xiàn)為作用效應(yīng)S(t)大于抗力及R(t);等等。
作用效應(yīng)主要有以下三類(lèi):以結(jié)構(gòu)自重為代表的永久作用效應(yīng);以車(chē)輛、溫度為代表的可變作用效應(yīng);以地震、撞擊為代表的偶然作用效應(yīng)。由于偶然荷載出現(xiàn)的概率很小,但一旦出現(xiàn),量值很大,此時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)已不再僅僅是使用目標(biāo)。一般認(rèn)為永久作用不隨時(shí)問(wèn)發(fā)生變化,而可變作用則隨時(shí)間變化,例如汽車(chē)數(shù)量的增加以及違規(guī)超載的發(fā)生,將導(dǎo)致車(chē)輛荷載不斷增大。因此,也可以認(rèn)為作用效應(yīng)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而緩慢增加。
結(jié)構(gòu)抗力隨時(shí)間的增長(zhǎng)而不斷減小,主要緣于結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸減損和材料性能退化兩個(gè)方面,這種現(xiàn)象主要取決于外部環(huán)境因素。例如在碳化、氯離子腐蝕、堿—集料反應(yīng)、硫酸鹽侵蝕、疲勞或凍融循環(huán)等情況下,結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生劣化和損傷累積,特別是裂縫的發(fā)展致剛度下降,降低鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)能力,且鋼筋銹蝕會(huì)致使體積膨脹,將導(dǎo)致裂縫加寬及保護(hù)層脫落,給侵蝕性物質(zhì)的進(jìn)入提供更為有利的條件,造成惡性循環(huán)。大量檢測(cè)資料表明,結(jié)構(gòu)抗力的衰減幅度一般也會(huì)隨時(shí)間越來(lái)越大。
目前,基于劣化模型的橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法還無(wú)法得到應(yīng)用,主要是以下幾方面難以突破:
①如何界定在給定環(huán)境和使用要求下的橋梁結(jié)構(gòu)耐久性失效極限狀態(tài);
②如何確定表征材料與結(jié)構(gòu)耐久特征的指標(biāo)與參數(shù);
③如何建立結(jié)構(gòu)耐久性的時(shí)變規(guī)律。較為實(shí)用的橋梁耐久性設(shè)計(jì)內(nèi)容,一般包括:材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和防腐蝕附加技術(shù)措方面。此外,施工工藝也會(huì)對(duì)橋梁耐久性產(chǎn)生影響。
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