桥梁结构中钢筋的腐蚀会给结构承载力带来不确定性。 考虑到这一点,明尼苏达交通部 (MnDOT)(美国明尼苏达州圣保罗)的研究人员及其合作伙伴开发了一种新的预测工具,旨在帮助估算钢筋截面损失,这可以让该部门更准确地 计划其桥梁维修。
爱荷华州立大学(美国爱荷华州艾姆斯)副教授 Behrouz Shafei 说:“我们已经开发并校准了一组具有明尼苏达州特定条件的模型,以便更准确地估计钢筋截面损失。” “此类估算有助于确保在用桥梁结构的安全性和性能。”
MnDOT 解释说,虽然桥梁通常设计为至少 75 年的使用寿命,但仅暴露几年后就会出现腐蚀损坏。 温度和湿度的波动以及除冰盐的暴露会导致材料劣化,例如嵌入这些混凝土桥梁结构中的钢筋腐蚀。
这种钢筋腐蚀会导致生锈和横截面损失,被描述为钢含量的减弱和减少。 由于生锈的体积比钢筋大,生锈过程也会导致膨胀,从而导致混凝土开裂并可能剥落。 钢筋是否仍以设计能力提供结构加固取决于钢筋的横截面积有多少保持完好。
通常,桥梁检查员会目视评估桥梁结构以寻找裂缝,同时使用锤子寻找分层的混凝土和可见的钢筋。 然而,MnDOT 解释说,没有行业标准来衡量钢筋的截面损失。 如果钢筋暴露在外,检查员可能会使用目视判断或卡尺测量剩余直径,但如果钢筋仍在混凝土中,则几乎没有评估截面损失的指南。
此外,由于点蚀和全面腐蚀的不规则性质,目视判断和现场测量可能不准确。 考虑到准确测量腐蚀钢筋和估计损失钢材的困难,即使是最高质量的观察也可能不够。