预应力混凝土结构耐久性研究现状

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预应力混凝土结构耐久性研究现状 陈　勇，房贞政  （福州大学土木工程学院，福州350002） 摘要　本文对国内外预应力混凝土结构耐久性研究现状进行了分析和总结，认为有必要进行大量工作来研究预应力混凝土结构的耐久性，并建议短期借鉴混凝土结构的耐久性研究成果。 关键词预应力 混凝土结构 耐久性 研究现状   Present Study on Durability of Prestressed Concrete Structure Chen Yong，Fang Zhenzheng (Engineering Education in Fuzhou University, Fuzhou 350002，China) Abstract:In this paper, author analyzes and summarizes present research results, which have been obtained at home and abroad on duability of prestressed concrete structures. Analysis results show that many tasks on studying durability of prestressed concrete structures should be done. Author provides that research results of durability of concrete structures could be used for reference in short term. Keywords: prestressed   concrete structure   durability   present study 1概述 现代预应力混凝土结构与普通混凝土结构、钢结构相比，不仅其结构性能好而且经济、节材、节能，具有广阔的应用前景。近二十年来，预应力技术在我国的应用有了迅猛的发展，它已渗入到土木、建筑、水利及交通工程各个领域。预应力技术己成为建设大(大跨度、大空间结构)、高(高层、高耸结构)、重(重荷载结构)、特（特种结构，如海洋平台、核电站、储液池结构等以及在钢结构、基础工程、道路、地下建筑、结构加固等工程中的特殊应用)工程不可缺少的最为重要的一种技术。它不仅使结构性能优越，而且能发挥材料的潜能，具有较高的经济效益。 我国房屋建筑结构应用预应力技术的历史相对较短，有关预应力筋腐蚀造成整个结构破坏的例子极少，但预应力混凝土构件耐久性失效的事故时有发生，例如呼和浩特铁路局某仓库的一榀21m跨预应力混凝土梯形屋架的突然倒塌等。然而随着服役期的增长，运量的不断提高，加之设计中对耐久性考虑的不周及施工质量的缺陷，桥梁结构的耐久性问题显得更为突出^[1]。据铁道部1994年统计，我国正在运营的有病害桥梁共6137座，占总数的18.8%，其中预应力混凝土桥梁2675座。在全国各地建成、在建或拟建了一大批大型桥梁，它们的使用寿命都在100年以上，而钢筋（指普通钢筋和预应力钢筋）的腐蚀则是结构设计使用期内一个不容回避的问题。 据统计，建筑业消耗了全世界40%的能源和资源，节约能源和资源是执行可持续发展战略方针的重要内涵。预应力混凝土结构作为我国土木、水利和交通工程中应用最为广泛和最具潜力的一种结构，加强其耐久性研究，对我国推行可持续发展战略将有积极意义。 2国内外研究现状 2.1相关规范、技术规程 1）GB 50010-2002 《混凝土结构设计规范 GB 50010-2002》适用于房屋和一般构筑物的钢筋混凝土、预应力混凝土以及素混凝土承重结构的设计。它没有阐述裂缝对耐久性的影响。提出50年结构混凝土耐久性的基本要求：最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯离子含量和最大碱含量。100年的结构混凝土耐性要求除了对上述要求更严格外，还增加了保护层厚度、抗冻、抗渗、钢筋环氧树脂涂层等措施，对于预应力钢筋、锚具及连接器应采取专门防护措施。 2）ACI 318-95 　　《混凝土结构规范ACI 318-95》广泛应用于混凝土结构设计，虽用一整章（第四章）的篇幅来阐述耐久性，但没有阐述裂缝对耐久性的影响。而且通过限制混凝土中最大水灰比、最低混凝土强度和最大氯离子浓度来阻止钢筋腐蚀。 3）AASHTO LRFD AASHTO LRFD桥梁设计规范考虑裂缝使用极限状态（第5.5.2条），5.7.3.4条中阐述了裂缝控制的具体措施，5.12部分阐述可以采用普通钢筋环氧覆盖或镀锌、预应力钢筋和后张管件阻止氯离子的腐蚀。 4）CAN3-A23.3-M84 《加拿大标准协会混凝土结构设计规范CAN3-A23.3-M84》中的裂缝控制方法与ACI318-95相同。没有明确地给出裂缝宽度限值，第10.6.4条裂缝主要通过布置普通受弯钢筋来控制。第18.9.3.3条阐述了由于部分预应力构件裂缝宽度计算的不确定性和预应力钢筋较易腐蚀，有必要对部分预应力构件限制更严格。 5）Ontario Highway Bridge Design Code-1991 OHBDC中8-11部分阐述了混凝土结构耐久性最低要求，该部分强调钢筋防腐的重要性。通过混凝土保护层和涂层来提高耐久性。不同的构件在不同的环境条件下混凝土保护层厚度要求不同。需对钢筋、锚具、体外张拉管道及其配件采用涂层来抵制含有化学物质的水侵蚀作用。 6）1990年CEB-FIP规范 1990年CEB-FIP规范的7.4部分阐述裂缝作为一种极限状态。抗裂设计应使裂缝不会影响结构功能、耐久性和外观。该标准通过分析程序或经验公式来计算极限允许裂缝宽度。 7）British Standard CP110 《英国标准协会CP110混凝土结构应用规程》阐述了裂缝作为一种极限状态。2.2.3.2条认为混凝土开裂一般不会影响结构的外观或耐久性。 8）SIA Standard 162 《瑞士工程师和建筑师协会混凝土结构标准162》阐述了裂缝作为一种极限状态。SIA标准一般采用钢筋规格和布置形式来控制裂缝宽度，但没有明确规定如何计算裂缝宽度。 9）JSCE混凝土结构施工和设计标准 JSCE刊物SP-1《1986年砼结构施工和设计标准》第1部分（设计）阐述了裂缝作为使用极限状态。7.3部分建议控制裂缝以满足混凝土结构的功能、耐久性和外观要求，并规定如何计算表面允许极限裂缝宽度。 2.2研究现状 1．模型试验