受海洋氯化物环境作用的影响,海港工程混凝土结构时常发生钢筋锈蚀、混凝土开裂和剥落等耐久性退化现象,不仅影响海港工程混凝土结构的美观和正常使用功能,而且对海港工程混凝土结构的承载能力和安全性产生不利影响。因此,有必要开展海港工程混凝土结构的耐久性分析与设计,以保证海港工程混凝土结构满足预定的设计使用年限要求。海港工程混凝土结构的截面形式多样,常见的包括矩形、圆形和钝角等。由于氯离子在不同截面形式混凝土中的传输过程和积聚规律有所差别,所以有必要分别建立矩形、圆形和钝角截面混凝土中的氯离子扩散分析解析解,并建立不同截面形式混凝土结构的耐久性定量设计方法。鉴于此,本文主要围绕矩形、圆形和钝角截面混凝土中的氯离子扩散分析解析解和耐久性定量设计方法和工程应用开展研究。主要研究内容包括:（1）首先根据矩形截面二维扩散区箍筋弯折后的几何关系,推导了箍筋弯折引起的附加箍筋保护层厚度的计算公式;然后根据一维扩散区和二维扩散区的等寿命耐久性设计要求,确定了箍筋弯折的等寿命弯弧内半径Rd,进而结合矩形截面混凝土中氯离子时变扩散的解析解,建立了矩形截面混凝土结构耐久性定量设计的等寿命方法。该方法不仅可以考虑箍筋弯折引起的附加箍筋保护层厚度对二维扩散区耐久性的有利影响,而且可以实现矩形截面的一维扩散区和二维扩散区同步定量设计,从而完善了矩形截面混凝土结构的耐久性定量分析与设计理论。（2）基于极坐标下的Fick第二定律扩散方程,结合变量代换法、分离变量法和贝塞尔函数方程,建立了考虑氯离子扩散系数时变特性的圆形截面混凝土中氯离子扩散分析的解析解,分析了圆形截面的半径大小对混凝土中氯离子浓度分布的影响规律,进而基于混凝土中钢筋脱钝的耐久性极限状态方程,建立了圆形截面混凝土结构的耐久性定量设计方法,并与有限元分析结果和现行设计规范进行了对比验证。该方法不仅可以准确分析圆形截面混凝土中的氯离子浓度分布,而且可以实现圆形截面混凝土结构的耐久性定量设计,从而克服了现行耐久性设计规范无法开展圆形截面混凝土结构的耐久性定量分析与设计所存在的局限性。（3）首先建立了钝角的角度与Fick第二定律的一维和二维解析解中误差函数项次方数之间的关系,然后提出了考虑氯离子扩散系数时变特性的钝角截面混凝土中氯离子浓度分析的近似计算公式,进而建立了钝角截面混凝土结构的耐久性定量设计方法,并与有限元分析结果和现行耐久性设计规范进行了对比验证。该方法不仅可以分析钝角截面混凝土中的氯离子浓度分布,实现钝角截面混凝土结构的耐久性定量设计,而且具有计算简便的优点,从而为钝角截面混凝土结构的耐久性定量分析与设计提供了有效途径。（4）采用本文建立的矩形截面混凝土结构耐久性定量设计的等寿命方法和圆形截面混凝土结构的耐久性定量设计方法对广西某港口码头中主要混凝土结构进行耐久性设计,提出保护层厚度、初始扩散系数限值和龄期衰减系数的备选组合,并同现行的耐久性设计规范进行了对比分析。