基于概率分析的锈蚀钢筋混凝土结构寿命预测

戴永琪，刘晓青

(河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098)

1 研究背景

钢筋混凝土材料在水工结构、道路桥梁及房屋建筑中使用广泛，但是环境碳化或中性化会引起混凝土碱度降低，造成钢筋脱钝，进而发生锈蚀[1]，该因素是导致混凝土结构破坏的主要原因[2-4]。由于混凝土材料劣化和钢筋锈蚀，大量既有混凝土结构产生耐久性损伤，不能满足结构的正常使用和安全运行，其剩余使用寿命也会受到影响[5]。因此，在考虑钢筋锈蚀的前提条件下，合理预测既有混凝土结构的使用寿命和剩余年限，科学评估其耐久性能和使用性能，能为结构的维修和加固提供决策依据，对减少工程的经济损失、保证结构的安全运行具有重要意义[6]。

经过多年研究，国内外学者在锈蚀钢筋混凝土结构寿命预测方面取得了丰富的成果。卢木[7]采用专家打分和指标水平的熵值确定钢筋混凝土结构耐久性评价指标的权重，然后基于灰色关联度对结构耐久性进行多层次评定，通过各构件及整体结构的恶化程度和恶化速度评定值得到结构的自然物理剩余寿命。李清富等[8]以结构损伤系数的时间序列为基础，采用一次累加生成后的序列去推测系统的发展变化规律，应用改进的灰色模型来预测结构剩余寿命，该方法是一种动态预测，具有较强的自适应能力。孙彬等[9]基于钢筋锈蚀过程的确定性预测模型，采用区间数描述结构参数及环境参数，提出结构锈蚀损伤和使用寿命的区间预测方法，预测结果以区间形式给出。……