秦皇岛港103#泊位损坏结构安全性评估及加固的研究

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自从波特兰水泥问世以来,钢筋混凝土结构已经成为港口建设工程中最为常用的建筑形式之一。一百多年来,人们一直在研究对混凝土结构检测的技术,以期掌握混凝土结构在各种复杂环境下内部和外部的损伤情况,从而对混凝土结构的耐久性进行全面、综合并且准确地评估,让混凝土结构在服役期内更好地为社会服务。本文针对秦皇岛港103#泊位的梁板由于海上风暴潮导致船体碰撞,发生了一定程度的破损,由于这种破损的存在,103#泊位在海水的侵蚀下发生了强度、碳化深度、钢筋锈蚀、耐久性、承载能力等方面的变化,这将对该泊位能否继续服役产生重大影响。本文以此为研究对象,为了准确的评估梁板所遭受的损坏对结构安全及继续服役的影响,并为破损梁板的维修提供准确的数据支持,对103#泊位的梁板进行了水上构件外观检测、水工混凝土强度检测、水工混凝土碳化深度检测、钢筋保护层厚度检测、混凝土中氯离子含量检测、钢筋腐蚀电位检测以及钢筋混凝土内部钢筋锈蚀检测等专项试验检测评估。为了验证103#泊位的梁板能否继续服役于工程实际,对其进行了安全性、使用性以及耐久性评估。并采用大型有限元计算软件ANSYS模拟了梁板的受力情况,并根据评估结果对103#泊位梁板的混凝土、面层、挑檐板混凝土及墙面等进行了维修加固措施,以保证结构使用的安全性及耐久性。结果显示:梁板外观上大部分存在严重剥落、漏筋现象,但其强度仍可基本满足规范要求;梁的平均碳化深度介于28.5 mm-36.5 mm之间,由于混凝土碳化深度较大,钢筋钝化膜破坏,钢筋混凝土中部分钢筋锈蚀比较严重,且近半数的钢筋保护层厚度没有达到设计规定值;通过ANSYS有限元法数值模拟和梁板的裂缝分布情况,分析了梁板的受力情况,结果显示梁板结构仍然处于安全状态,但是与原设计承受荷载相比,正截面抗弯承载力损失较大,裂缝最大开展宽度为8 mm,超过了规范规定的最大限值,必须对其进行加固处理;通过对梁板进行耐久性评估及使用年限预测,对梁板的加固及维修提出了合理化的建议。
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