【博士】海湾大桥混凝土结构耐久性设计关键技术【2006】

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内容简介

　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：华中科技大学　　学位年度： 2006年　　海湾大桥的设计使用寿命一般要求100 年以上。由于结构耐久性是一个涉及到多个学科交叉、非常复杂、多因素影响的世界性难题，所以要在海洋环境中达到100年以上的使用寿命是一项难度非常大的工作，若采用传统的设计理念、普通的建筑材料和常规的施工工艺几乎无法实现。　　我国在海湾大桥建设方面起步较晚，积累经验较少，在这方面的系统研究异常匮乏。在此背景下，我国超长跨海大桥的建设对大桥的设计者是一个挑战，迅速形成符合我国国情的超大型跨海大桥的桥梁设计理念和体系已成为大桥设计者责无旁贷的历史任务。 本文通过对国外海湾大桥耐久性设计及耐久性研究的调研，基于国外海湾大桥耐久性设计经验和国内相关技术平台，结合东海大桥和杭州湾大桥两座超长跨海大桥的设计，在以下几个方面开展工作：　　1、通过对国外海湾大桥耐久性设计的研究，和对其提高耐久性设计措施的分析，基于国内混凝土及其结构耐久性研究的技术水平，提出了采用分层次、分阶段、多级屏障保护的总体设计思想，确定了符合我国国情、经济可行、可有效提高结构耐久性的超长跨海大桥的耐久性设计的原则和方法。　　2、针对沿海区域环境特点和超长跨海大桥的运营特点，确定了基于氯离子侵蚀的混凝土桥梁结构的耐久设计极限状态（第一层次）和基于混凝土构件耐久失效形态的混凝土桥梁结构的耐久设计极限状态（第二层次）。采用MCSLPS 寿命预测模型，根据影响混凝土结构寿命主要因素的氯离子侵蚀概率分布特征，归纳建立了基于耐久性失效概率的使用寿命预测模型。基于控制混凝土结构耐久失效形态的思想，提出和建立了第二层次的构件耐久性设计方法。　　3、从海洋环境对海湾大桥混凝土侵蚀的机理出发，按照桥梁结构的工作性能和环境进行分类。根据环境条件基本参数，对所处环境的侵蚀性进行评估，有针对性的制定了超长跨海大桥所需建筑材料的耐久设计原则。　　4、基于研究结果，结合东海大桥和杭州湾大桥两座跨海大桥的建设，全方位地进行了超长跨海大桥的耐久性设计的工程实践。结果表明，设计思想正确，设计原则合理，所提方法可为建立我国超长跨海大桥的耐久性设计体系提供参考和借鉴依据。　　

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