[01390196]混凝土桥梁耐久性评估理论及其应用

据2008年统计,我国现有公路桥梁59.46万座,混凝土桥梁占90%以上,其中约有10％的桥梁由于环境和荷载等因素的作用,其耐久性与安全性下降,急需开展耐久性检测、评定与维修加固。混凝土桥梁耐久性评估和维修加固决策面临诸多难题,是目前国际桥梁界的研究热点。 本项目历时近6年,在国家自然科学基金委、交通部、湖南省科技厅和交通厅等多个项目支撑下,通过一系列材料和构件试验以及一座服役43年实桥现场破坏性试验,在材料和构件耐久性退化模型、基于时变可靠度的混凝土桥梁耐久性评估等领域取得了重大技术创新和突破： （1）基于实桥现场破坏性试验、快速锈蚀构件和实桥构件室内试验,发展了老化损伤混凝土桥梁承载能力有限元数值模拟技术;创造性地提出了平截面假定不成立条件下锈蚀钢筋混凝土受弯构件承载力计算方法、锈蚀梁刚度和平均裂缝间距及裂缝宽度计算公式。 （2）发展了基于时变可靠度理论的混凝土桥梁耐久性评估模型,最大限度地避免了耐久性评估过程中主观性的影响。首次建立了气候变化、碳排放影响下混凝土桥梁正常使用状态时变可靠度模型;提出了混凝土桥梁模糊随机时变可靠性分析方法。 （3）首次建立了考虑模糊性和随机性的钢筋截面积、钢筋强度及混凝土强度退化时变概率模型,推导了考虑锈后粘结力退化的混凝土桥梁构件抗力模糊随机时变概率模型,攻克了混凝土桥梁构件抗力衰减的关键基础理论问题。 （4）建立了基于平衡更新过程理论的公路桥梁车辆荷载效应随机过程模型,该模型可以考虑不同交通类型,适用于我国服役桥梁,为交通主管部门制定限载、限速标准提供了理论依据。 （5）建立了定量描述混凝土桥梁安全性和耐久性非线性模型,提出了时间和性能双控维护策略下混凝土桥梁的性能评估方法,优化了混凝土桥梁维修加固策略。 （6）研发了用于混凝土桥梁耐久性检测和评估的2个实用仪器,获国家发明专利1项、实用新型专利1项;开发了具有自主知识产权的“混凝土桥梁时变可靠性和耐久性评估系统”及“混凝土桥梁安全控制和承载能力分析系统”计算软件2套,获软件著作权,解决了一批服役混凝土桥梁耐久性评估和维修加固决策中的关键技术问题。 项目研究成果总体达到国际先进,部分成果国际领先水平。先后在湖南省9座服役混凝土桥梁中进行了应用,为交通主管部门累计节约开支3000多万元,具有广阔市场应用前景。 项目实施条件：项目成果实用性强,只需要常规的检测就可对桥梁做出准确合理的评价,提出经济适用的决策。