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为满足国民经济发展需要,我国进行了大量的桥梁建设。据统计,截止2014年末,我国公路桥梁总数达75.71万座,其中90%以上为钢筋混凝土结构,而其中危桥数量则达7.96万座,约占桥梁总数的10.5%,直接影响我国公路网的安全运行。故进一步开展对在役混凝土桥梁的安全性及耐久性寿命评估,保障桥梁安全运行具有重要实际意义。本文以贵州省境内沪昆高速虎跳河特大桥工程为依托开展相关研究工作。针对多环境因素及荷载共同作用下在役连续刚构桥梁的混凝土耐久性问题,通过室内加速试验研究其劣化演变规律,并基于可靠度理论和现场检测数据对虎跳河特大桥箱梁混凝土材料耐久性进行评估,为大桥的维护管理提供科学合理的应用指导。 本文主要研究内容如下: (1)在国内外有关桥梁混凝土耐久性研究成果的基础上,结合对虎跳河特大桥混凝土耐久性问题的现场调研及耐久性影响因素分析,提出解决相关问题的具体方法。 (2)对无应力混凝土进行室内加速碳化试验,以求得混凝土碳化深度与水灰比之间的相关关系。在调查分析贵州省内多年酸雨强度资料的基础上,率定出酸雨模拟试验中更加贴合实际的酸雨喷淋机制,并通过试验探讨酸雨侵蚀后的混凝土强度及质量损失等耐久性指标劣化演变规律。 (3)进行碳化、酸雨以及应力共同作用下混凝土耐久性劣化试验,并基于试验数据和成果分析建立碳化、酸雨以及荷载共同作用下的耐久性劣化模型。同时,借助有限元软件Midas Civil建立连续刚构桥计算模型,分析常见工况下的拉应力大小,以确定模型中的应力参数取值。 (4)针对混凝土桥梁耐久性评估中现存的具体问题,提出基于现场多阶段无损检测数据和考虑先验条件的耐久性评估方法,并对虎跳河特大桥混凝土耐久性寿命进行具体评估,为虎跳河特大桥的后期检修、养护管理提供实际指导。