混凝土的中性化是钢筋混凝土结构中钢筋发生锈蚀的前提条件,一般大气环境和酸雨环境均对混凝土结构耐久性带来不利影响。实际工程中大部分钢筋混凝土结构处于受力状态,更甚者处于开裂状态,这对混凝土的耐久性带来严重影响。为了充分掌握桥梁结构健康状况,需对桥梁结构耐久性进行合理有效评估。本文针对当前混凝土耐久性可靠度评估主要基于随机概率理论,其需大量统计样本、难以实现的不足,引入非概率可靠性方法,采用理论分析、实验测试和工程算例相结合的思路开展混凝土耐久性评估相关工作,主要研究内容和结论如下:(1)开展应力状态下混凝土碳化试验,结果发现:压应力水平在区间[0~0.5]时混凝土碳化受到抑制作用;而拉应力对碳化反应具有促进作用,拉应力水平越大碳化速率越快。基于试验拟合出了拉、压应力对碳化的影响系数,对已有非承载混凝土碳化模型进行了修正。(2)开展混凝土的酸雨侵蚀试验,试验表明酸雨对混凝土中性化深度影响较小。混凝土抗压强度受酸雨影响先缓慢升高后逐渐降低,酸性越强下降越明显。同时,拟合给出了酸雨对混凝土抗压强度的影响系数。(3)将混凝土碳化和酸雨侵蚀相融合开展试验,结果发现,经过长期碳化后的混凝土再进行酸雨试验,酸性环境对其中性化深度贡献值降低;酸雨侵蚀后再碳化,碳化深度基本不再增加,此时酸性环境对混凝土碳化有抑制作用。(4)开裂混凝土碳化试验结果表明,裂缝宽度或深度变大均可导致裂缝处混凝土碳化深度明显增加。基于开裂试件的碳化数据,拟合出了裂缝处碳化深度模型。(5)建立了混凝土耐久性非概率可靠性评估模型,并以可靠度指标和可靠度为参照与概率可靠性方法进行了对比,结果显示非概率可靠性方法计算简便、对原始数据要求低,且计算精度保持良好。(6)选取拱桥,基于拱圈、立柱、桥面板等构件受力状态下的碳化试验数据,分别就构件和体系耐久可靠性进行了非概率评估。针对保护层厚度、环境湿度和温度进行了敏感性分析,发现增加保护层厚度可有效延长结构寿命。