DBJT45T 001-2019 海港工程混凝土结构耐久性设计指南

广西壮族自治区交通运输行业指南DBJT45/T001—2019Guidefordurabilitydesignofconc2019-12-17发布2020-02-01实施I前言 II1范围 1 13术语和定义 1 3 34.2其他要求 3 35.1环境作用等级划分 3 4 56.1一般规定 5 6 8 9 7.1一般规定 7.2其他规定 附录A(规范性附录)矩形截面一维扩散区混凝土的Do限值 附录B(规范性附录)矩形截面二维扩散区混凝土的Do限值 附录C(规范性附录)圆形截面混凝土的Do限值 附录D(规范性附录)钝角截面混凝土的Do限值 23本指南由广西交通运输标准化技术委员会归口。本指南起草单位：广西大学、广西交通设计集团有限公司。本指南主要起草人：杨绿峰、余波、吴信、陈正、林增海、陆宏健、朱卫国、蔡荣、马乾、陈旺、陆峰、赵奇志、王大伟、赵家琦、卢玲、易振友、陈昌。11范围本指南规定了海港工程混凝土结构的术语和定义、总则、环境作用等级划分及量化、混凝土结构的耐久性定量设计、构造要求。本指南适用于广西境内海洋环境下新建、改建和扩建海港工程混凝土结构的耐久2规范性引用文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB50204混凝土结构工程施工质量验收规范GB/T50476混凝土结构耐久性设计规范JTS257-2海港工程高性能混凝土质量控制标准3术语和定义矿物掺合料掺量percentageofmineraladmixture2混凝土中氯离子质量占胶凝材料的质量百分比。新拌混凝土中氯离子质量占胶凝材料的质量百分比。临界氯离子浓度criticalchlorideconcentration混凝土内部钢筋周围不至于引起钢筋去钝化的最高氯离子浓度。根据混凝土内部扩散区内不同深度的氯离子浓度，通过Fick第二定律一维开展氯离子扩散系数测定试验时混凝土的标准养护龄期，与混凝土抗压强度试验的标准养护龄期一混凝土在初始龄期时的氯离子扩散系数，通常利用快速氯离子迁移系数法(或称RCM法)测定。混凝土净保护层厚度netthicknessofconcretecover从最外层钢筋(包括箍筋、分布筋等)外缘到混凝土表面的最小距离。3混凝土保护层厚度thicknessofconcretecover从主筋外缘到混凝土表面的最小距离，等于混凝土净保护层厚度与主筋外侧钢筋的直径之和。主要指海洋环境对混凝土结构的作用。由硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥胶凝材料(不含矿物掺合料)制备的混凝土。由硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥及矿物掺合料胶凝材料4总则4.1混凝土结构耐久性定量设计内容a)确定混凝土结构的设计使用年限、几何外形、所处的环境类别与作用等级；c)确定混凝土结构的耐久性构造要求。4.2其他要求本指南规定的混凝土结构耐久性定量设计要求，为结构达到设计使用年限并5环境作用等级划分及量化5.1.1根据海洋环境对混凝土结构的腐蚀严重程度，按照港工设计水位或天文潮位将混凝土结构不同部位的海洋环境划分为水下区、水位变动区、浪溅区和大气区，划分标准见表1。表1海洋环境条件的划分标准掩护划分类别大气区浪溅区水位变动区水下区有掩护减1.0m之间减1.0m之间水位变动区下界至泥面4表1海洋环境条件的划分标准(续)掩护划分类别大气区浪溅区水位变动区水下区无掩护设计高水位加(ηo+1.0m)以上减n₀之间减1.0m之间水位变动区下界至泥面按天文潮位最高天文潮位加效波高H/₃以上大气区下界至最高天文潮位减百年一遇有效波高H₁/之间浪溅区下界至最低天文潮位减0.2倍百年一遇有效水位变动区下界至泥面注1:n。值为设计高水位时的重现期50年Hs(波列累积频率为1%的波高)波峰面高度(m);H₁₃为重现期100年的有注2:当浪溅区上界计算值低于码头面板顶面高程时，应取码头面板顶面高程为浪溅区上界。5.1.2海洋环境下配筋混凝土结构的环境作用等级确定见表2。表2海洋环境的作用等级水下区和土中区：周边永久浸没于海水或埋于土中大气区(轻度盐雾区):高度距平均水位25m以上的海上大的陆上室外环境水位变动区和浪溅区5.2环境作用量化5.2.1海洋环境作用宜用混凝土表面氯离子浓度来量化。对于不同环境作用等级的海洋环境，宜根据当地工程的实测数据或现场自然暴露试验数据分析确定。当无数据时，混凝土表面氯离子浓度的确定见表3或按5.2.2、5.2.3和5.2.4的规定确定。55.2.2海洋大气区(含轻度盐雾区和重度盐雾区)的混凝土表面氯离子浓度计算见式(1):C——海洋大气区的混凝土表面氯离子浓度(%,占胶凝材料的质量百分比);Y。——海洋大气区混凝土表面氯离子浓度的分项系数，其取值为1.2;Ae——胶凝材料种类修正系数，其取值按5.2.5的规定；v——风速(m/s);RwB——水胶比；5.2.3海洋水位变动区和浪溅区的混凝土表面氯离子浓度计算见式(2):Csidsp——海洋水位变动区和浪溅区的混凝土表面氯离子浓度(%,占胶凝材料的质量百分比);Y。——海洋水位变动区和浪溅区混凝土表面氯离子浓度的分项系数，其取值为1.1。5.2.4海洋水下区的混凝土表面氯离子浓度计算见式(3):Cs——海洋水下区的混凝土表面氯离子浓度(%,占胶凝材料的质量百分比);C——海水氯离子浓度(%,氯离子质量占海水质量的百分比);Y——海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的分项系数，其取值为1.1。5.2.5在不同的环境条件下，混凝土表面氯离子浓度的胶凝材料种类修正系数Ac的取值见表4。表4不同环境条件下的胶凝材料种类修正系数A。水下区轻度盐雾区重度盐雾区水位变动区和浪溅区注：FA、SG和SF分别表示单掺粉煤灰、单掺粒化高炉矿渣和单掺6混凝土结构耐久性定量设计6.1一般规定6.1.1海洋环境下混凝土结构的耐久性设计，应控制氯离子引起的钢筋锈蚀。6.1.2对于海洋环境下的混凝土结构，应将混凝土净保护层厚度c、初始氯离子扩散系数Do及龄期衰减系数n同时选取为耐久性设计参数。6a)按5.1的规定确定混凝土结构的环境条件和环境作用等级；b)按6.1.4的规定确定混凝土净保护层厚度c;c)按6.1.5的规定确定龄期衰减系数n;d)按6.2、6.3和6.4的规定分别对矩形、圆形和钝角截面混凝土结构开展耐久性定量设计，确定耐e)按6.1.4、6.1.5和6.1.6的规定，从耐久性设计参数的备选组合中确定混凝土净保护层厚度c、初始氯离子扩散系数Do和龄期衰减系数n的优选组合。和65mm,且应符合GB/T50476、JTS153和JTS257-2的6.1.5对于PCC,龄期衰减系数n取0.23;对于CMA,龄期衰减系数n的取值范围为0.23~0.74,优选范围为0.48~0.67。6.1.6初始氯离子扩散系数Do的下限值不宜小于1.0×10¹²m²/s(即31.54m²/a),上限值不宜大于15.0×10-¹2m²/s(即473.04mm²/a)。6.1.7混凝土结构的初始氯离子扩散系数D₀及其龄期衰减系数n的选取，应考虑氯离子扩散维数和施工段划分等问题。对于同时存在不同扩散维数区域、且需要采用相同的混凝土进行同时浇筑的混凝土构件，应按照耐久性设计要求较高的情况来确定初始氯离子扩散系数Do和龄期衰减系数n的取值。6.1.8对于海洋环境下的混凝土结构，应根据钢筋混凝土结构的几何外形，分别对矩形截面、圆形截面6.2矩形截面混凝土结构耐久性定量设计6.2.1对矩形截面混凝土结构开展耐久性设计时，应考虑截面的几何外形对混凝土中氯离子扩散维数的影响。如图1所示，对于矩形截面的平直段，主要遭受来自一个暴露面的氯离子侵蚀作用，混凝土中的氯离子扩散过程属于一维扩散；对于矩形截面的拐角区域，同时遭受来自两个暴露面的氯离子侵蚀作用，混凝土中的氯离子扩散过程属于二维扩散，其范围根据氯离子扩散场计Lc——氯离子扩散场的计算长度(mm);k——氯离子扩散场补偿系数，可取4.5;ts——设计使用年限(a);n——龄期衰减系数，可按6.1.5的规定选取；D₀——初始氯离子扩散系数(10⁻¹²m²/s或mm²/a),可按6.1.6的规定选取。7二维扩散二维扩散区一维扩散区Lc图1矩形截面混凝土结构外部氯离子侵蚀条件和氯离子浓度分布示意图6.2.2对于矩形截面的一维扩散区，根据混凝土结构所处的环境作用等级，混凝土结构的耐久性设计参数备选组合遵照附录A的规定确定。当按6.1.4和6.1.5的规定确定混凝土净保护层厚度c和龄期衰减系数n的备选取值后，初始氯离子扩散系数D₀不得超过附录A中的限值，且应符合6.1.6的要求。6.2.3对于矩形截面的二维扩散区，根据混凝土结构所处的环境作用等级和箍筋直径d,混凝土结构的耐久性设计参数备选组合遵照附录B的规定确定。当按6.1.4和6.1.5的规定确定混凝土净保护层厚度c和的要求。6.2.4当不宜按6.2.2和6.2.3的规定确定矩形截面混凝土结构的耐久性控制参数限值时，宜按6.2.5和6.2.6的规定分别对一维和二维扩散区的混凝土结构开展耐久性定量设计。6.2.5对于矩形截面的一维扩散区，混凝土净保护层厚度c、龄期衰减系数n与初始氯离子扩散系数Do之间关系见式(5):c——混凝土净保护层厚度(mm),其值等于混凝土保护层厚度减去主筋外侧钢筋的直径；△c——混凝土净保护层厚度的施工偏差，对于矩形截面的一维扩散区取5mmCo——混凝土中的初始氯离子浓度(%,占胶凝材料的质量百分比),根据实测数据取值或近似取0.1%;C₅——混凝土表面氯离子浓度(%,占胶凝材料的质量百分比),根据实测数据取值。如无实测数据，可按5.2.1、5.2.2、5.2.3和5.2.4的规定确定；C——临界氯离子浓度(%,占胶凝材料的质量百分比),根据试验数据分析确定。当无数据时，对于环境作用等级L1、L2、L3和L4时，宜分别取1.80%、0.55%、0.55%和0.40%;6.2.6对于矩形截面的二维扩散区，角部箍筋弯折引起的附加保护层厚度对耐久性的影响见图2,混凝土净保护层厚度c、龄期衰减系数n和初始氯离子扩散系数D₀之间的关系见式(6):8△ca——角部箍筋弯折引起的附加保护层厚度(mm),等于线段BD与AC之间的长度差，d——箍筋直径(mm)。图2矩形截面混凝土结构角部二维扩散区的箍筋弯折示意图6.3圆形截面混凝土结构耐久性定量设计6.3.1对于圆形截面的混凝土结构，根据混凝土结构所处的环境作用等级以及截面的圆弧半径R,混凝土结构的耐久性设计参数备选组合遵照附录C的规定确定。当按6.1.4和6.1.5的规定确定混凝土净保护层6.3.2当不适合按6.3.1的规定确定圆形截面混凝土结构的耐久性控制参数限值时，宜按6.3.3的规定6.3.3圆形截面的混凝土结构见图3,混凝土净保护层厚度c、龄期衰减系数n与初始氯离子扩散系数D₀之间的关系见式(7):△c——混凝土净保护层厚度的施工偏差，对于圆形截面取10mm;R——截面的圆弧半径(mm);βi——零阶贝塞尔函数的零点与截面圆弧半径的比值；T₈——对应设计使用年限ts的等效扩散时间，9β——钝角的角度(°);d——箍筋直径(mm)。7.1.1在荷载作用下，配筋混凝土构件的表面裂缝计算宽度最大限值见表5。7.1.2施工缝、伸缩缝等连接缝的设置应避开局部环境作用不利的部位或采取防护措施。7.2.1混凝土的结构造型和构件形式应综合考虑结构功能、环境条件、施工条件和建设成本等因素。7.2.2混凝土结构及构件的几何外形应简洁、平顺，避免采用突变构造。7.2.3混凝土结构受雨淋的表面或积水的表面宜做成斜面，避免水、汽和腐蚀性物质在混凝土表面的积7.2.4结构易受漂流物、流水撞击或水流冲击异常剧烈的部位，宜采取耐冲击和耐磨损措施。7.2.5混凝土构件施工期的吊环、紧固件、连接件在构件安装就位后应割除并作表面保护。对浇筑在混凝土中并长期暴露的金属部件应采取防腐蚀措施，并宜与混凝土中的钢筋绝缘。7.2.6应通过合理选择结构体系和支座、设置分缝及配置适量钢筋等措施控制混凝土应力在允许范围(规范性附录)A.1矩形截面一维扩散区混凝土的D₀限值矩形截面一维扩散区混凝土的D₀限值见表A.1。表A.1矩形截面一维扩散区混凝土的D₀限值类型n(规范性附录)nB.2矩形截面二维扩散区箍筋直径d=8mm时混凝土的D₀限值矩形截面二维扩散区箍筋直径d=8mm时混凝土的D₀限值见表B.2。表B.2矩形截面二维扩散区箍筋直径d=8mm时混凝土的D₀限值n表B.3矩形截面二维扩散区箍筋直径d=10mm时混凝土的D₀限值nB.4矩形截面二维扩散区箍筋直径d=12mm时混凝土的D₀限值矩形截面二维扩散区箍筋直径d=12mm时混凝土的D₀限值见表B.4。表B.4矩形截面二维扩散区箍筋直径d=12mm时混凝土的D₀限值类型nB.5矩形截面二维扩散区箍筋直径d=14mm时混凝土的D,限值矩形截面二维扩散区箍筋直径d=14mm时混凝土的D₀限值见表B.5。表B.5矩形截面二维扩散区箍筋直径d=14mm时混凝土的D₀限值n表B.6矩形截面二维扩散区箍筋直径d=16mm时混凝土的D₀限值类型n(规范性附录)圆形截面混凝土的D₀限值(100mm≤R<200mm)见表C.1。表C.1圆形截面混凝土的D₀限值(100mm≤R<200mm)7圆形截面混凝土的D₀限值(200mm≤R<300mm)见表C.2。表C.2圆形截面混凝土的D₀限值(200mm≤R<300mm)类型n圆形截面混凝土的D₀限值(300mm≤R<400mm)见表C.3。表C.3圆形截面混凝土的D₀限值(300mm≤R<400mm)n圆形截面混凝土的D₀限值(400mm≤R<800mm)见表C.4。类型nC.5圆形截面混凝土的D₀限值(R≥800mm)表C.5圆形截面混凝土的D₀限值(R≥800mm)n(规范性附录)D.1钝角截面混凝土箍筋直径d=6mm时钝角截面混凝土箍筋直径d=6mm时的D₀限值(10表D.1钝角截面混凝土箍筋直径d=6mm时的D₀限值(105°≤β<120)类型nD.2钝角截面混凝土箍筋直径d=8m时的D₀限值(105°≤β<120°)钝角截面混凝土箍筋直径d-8mm时的D₀限值(105°≤β<120°)见表D.2。表D.2钝角截面混凝土箍筋直径d=8mm时的D₀限值(105°≤β<120)n表D.3钝角截面混凝土箍筋直径d=10mm时的D₀限值(105°≤β<120°)类型nD.4钝角截面混凝土箍筋直径d=12mm时的Do限值(105°≤β<120°)钝角截面混凝土箍筋直径d=12mm时的D₀限值(105°≤β<120°)见表D.4。表D.4钝角截面混凝土箍筋直径d=12mm时的D₀限值(105°≤β<120)nD.5钝角截面混凝土箍筋直径d=14mm时的D₀限值(105°≤β<120°)钝角截面混凝土箍筋直径d=14mm时的D₀限值(105°≤β<120°)见表D.5。表D.5钝角截面混凝土箍筋直径d=14mm时的D₀限值(105°≤β<120°)类型nD.6钝角截面混凝土箍筋直径d=16mm时的Do限值(105°≤β<120°)钝角截面混凝土箍筋直径d=16mm时的D₀限值(105°≤β<120°)见表D.6。表D.6钝角截面混凝土箍筋直径d=16mm时的D₀限值(105°≤β<120°)nD.7钝角截面混凝土箍筋直径d=6mm时的D₀限值(120°≤β<135°)钝角截面混凝土箍筋直径d=6mm时的D₀限值(120°≤β<135°)见表D.7。表D.7钝角截面混凝土箍筋直径d=6mm时的D₀限值(120°≤β<135°)类型n表D.8钝角截面混凝土箍筋直径d=8mm时的D₀限值(120°≤β<135°)nD.9钝角截面混凝土箍筋直径d=10mm时的D₀限值(120°≤β<135°)钝角截面混凝土箍筋直径d=10mm时的D₀限值(120°≤β<135°)见表D.9。表D.9钝角截面混凝土箍筋直径d=10mm时的D₀限值(120°≤β<135°)类型nD.10钝角截面混凝土箍筋直径d=12mm时的D₀限值(120°≤β<135°)钝角截面混凝土箍筋直径d=12mm时的D₀限值(120°≤β<135°)见表D.10。表D.10钝角截面混凝土箍筋直径d=12mm时的D₀限值(120°≤β<135°)7D.11钝角截面混凝土箍筋直径d=14mm时的D₀限值(120°≤β<135°)钝角截面混凝土箍筋直径d=14mm时的D。限值(120°≤β<135°)见表D.11。表D.11钝角截面混凝土箍筋直径d=14mm时的D₀限值(120°≤β<135°)n钝角截面混凝土箍筋直径d=16m时的D₀限值(120°≤β<135°)见表D.12。表D.12钝角截面混凝土箍筋直径d=16mm时的D₀限值(120°≤β<135°)n环境作用等级钝角截面混凝土箍筋直径d=6mm时的D₀限值(135°≤β<150°)见表D.13表D.13钝角截面混凝土箍筋直径d=6mm时的D₀限值(135°≤β<150°)类型n环境作用等级D.14钝角截面混凝土箍筋直径d=8mm时的D₀限值(135°≤β<150°)钝角截面混凝土箍筋直径d=8mm时的D₀限值(135°≤β<150°)见表D.14。表D.14钝角截面混凝土箍筋直径d=8mm时的D₀限值(135°≤β<150)nD.15钝角截面混凝土箍筋直径d=10mm时的D₀限值(135°≤β<150°)钝角截面混凝土箍筋直径d=10mm时的D₀限值(135°≤β<150°)见表D.15。表D.15钝角截面混凝土箍筋直径d=10mm的D₀限值(135°≤β<150°)n表D.16钝角截面混凝土箍筋直径d=12mm时的D₀限值(135°≤β<150°)nD.17钝角截面混凝土箍筋直径d=14mm时的D₀限值(135°≤β<150°)钝角截面混凝土箍筋直径d=14mm时的D限值(135°≤β<150°)见表D.17。表D.17钝角截面混凝土箍筋直径d=14mm时的D₀限值(135°≤β<150°)类型n≤15.0”D.18钝角截面混凝土箍筋直径d=16mm时的D₀限值(135°≤β<150°)钝角截面混凝土箍筋直径d=16mm时的D₀限值见(135°≤β<150°)表D.18。表D.18钝角截面混凝土箍筋直径d=16mm时的D₀限值(135°≤β<150°)nD.19钝角截面混凝土箍筋直径d=6mm时的D₀限值(150°≤β<165°)钝角截面混凝土箍筋直径d=6m时的D₀限值(150°≤β<165°)见表D.19。表D.19钝角截面混凝土箍筋直径d=6mm时的D₀限值(150°≤β<165°)类型nD.20钝角截面混凝土箍筋直径d=8mm时的D₀限值(150°≤β<165°)钝角截面混凝土箍筋直径d=8mm时的Do限值(150°≤β<165°)见表D.20。表D.20钝角截面混凝土箍筋直径d=8mm时的D₀限值(150°≤β<165°)n环境作用等级D.21钝角截面混凝土箍筋直径d=10mm时的D₀限值(150°≤β<165°)钝角截面混凝土箍筋直径d=10mm时的D₀限值(150°≤β<165°)见表D.21。表D.21钝角截面混凝土箍筋直径d=10mm时的D₀限值(150°≤β<165°