1.轨道板混凝土碳化分析
1.1混凝土碳化机理[1]
碳化降低了混凝土的碱度，导致钢筋表面的钝化膜被破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋在有空气和水分存在的情况下开始锈蚀，钢筋的锈蚀使结构承载能力降低，最终导致结构失效破坏。总之，碳化对结构的耐久性的影响主要反映在碳化使混凝土的PH值降低，破坏了混凝土中钢筋的钝化膜，降低了混凝土的耐久性。
1.2轨道板混凝土碳化深度随机模型
西安建筑科技大学牛荻涛等人根据混凝土碳化的影响因素分析，提出以混凝土质量与环境条件影响为主，并考虑碳化位置，混凝土养护浇筑面，工作应力修正等因素的预测混凝土碳化深度的多系数随机模型[3]：
2.可靠性分析
2.1功能函数的建立
混凝土结构碳化耐久性是以混凝土中钢筋开始锈蚀为标志，因此，以钢筋发生锈蚀作为失效的极限状态，即碳化深度超过混凝土保护层厚度，则功能函数可以建立为：
2.2碳化可靠性分析
本文主要以京沪高铁上铺设的CRTSⅡ型板式无砟轨道为例，分析CRTSⅡ型轨道板在设计使用期限内的耐久性情况。
考虑京沪高铁上CRTSⅡ型轨道板的碳化情况，调查北京地区气象站的气候资料可以获得环境相对湿度HT和温度T的分布情况。综合各种因素的影响后确定碳化深度模型中各系数如下：
考虑无砟轨道60年使用寿命，利用ANSYS软件中PDL可靠性分析模块，模拟过程中输入环境外部条件（环境相对湿度、平均气温、CO2浓度等），以及结构内部条件（混凝土强度、保护层厚度）的分布。按照所建立的功能函数，运用蒙特卡罗方法，选择超拉丁抽样法进行10000次循环抽样，对轨道板的耐久性极限状态进行可靠性分析。分析结果如图1～5。
由可靠性分析结果图1～5可以得到如下结论：
（1）由Z（t）采样历史及样本均值分布图看出，样本点分布均匀，且样本均值趋于收敛，说明样本采样点数目足够，符合可靠度计算的要求。
（2）由Z（t）概率分布和累计分布函数图可知Z（t）小于最大值29.617mm的概率接近99.99%，可靠度很高。
（3）由灵敏度图可以看出混凝土保护层厚度、混凝土强度对轨道板碳化可靠度有较大影响，其中保护层厚度的灵敏度系数为0.784，混凝土强度的灵敏度系数为0.451。
（4）根据PDS可靠性分析数据报告可知，在置信度为95%的情况下，功能函数Z（t）小于零的概率为0.0061237，Z（t）均值为12.86mm，标准差为4.685mm，则可靠度为99.94%，可靠指标为2.745。
3.结论
由以上轨道板混凝土可靠性分析可知，在轨道板设计寿命期内，在碳化作用下的轨道板混凝土耐久性失效概率为0.0061237，可靠度为99.94%，可靠指标为2.745。满足轨道板耐久性的要求。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳