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論文中文名稱:鋼筋混凝土橋梁鋼筋腐蝕危害地圖建立與應用 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Establishment and Application of Corrosion Hazard Map on Reinforcement of Rinforced Concrete Bridges [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木工程系土木與防災碩士班(碩士在職專班)
畢業學年度:103
畢業學期:第二學期
出版年度:104
中文姓名:陳尚德
英文姓名:Shang-De Chen
研究生學號:102428009
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2015/07/29
指導教授中文名:宋裕祺
指導教授英文名:Yu-Chi Sung
口試委員中文名:蔡益超;邱建國
中文關鍵詞:中性化鹽害危害度
英文關鍵詞:NeutralizationSalt damageHazard
論文中文摘要:中性化與鹽害均會造成鋼筋混凝土橋梁之鋼筋腐蝕,隨著劣化持續加據,鋼筋有效斷面積亦隨之減少、鋼筋與混凝土之間握裹力逐漸變差,導致結構物承載能力衰退和使用機能不足,進而影響橋梁耐久性。
本文蒐集國內鋼筋混凝土橋梁之檢測報告及台灣大氣腐蝕劣化因子調查資料,利用非線性回歸方法分析,建立以地理網格為基準之台灣鋼筋混凝土橋梁劣化評估模式,預測中性化深度、鹽害深度與鋼筋銹蝕速率等時變特性,並利用Google Fusion Table將影響鋼筋混凝土橋梁的劣化參數及鋼筋斷面積損失率,製成鋼筋腐蝕危害地圖,不僅可以展現鋼筋腐蝕潛勢區域之分布,供為後續詳細評估結構物性能衰退曲線之用,並且能夠量化橋梁在不同劣化階段之結構性能,除可供為橋梁耐久性評估與設計之用外,也可作為橋梁管理有關警戒與行動等預警值訂定之依據。此外,配合地震危害度曲線,本文所得劣化橋梁時變性易損性曲線與地震年平均損失逐年增加的情況亦可以量化方式展現,可作為橋梁耐震維護補強策略訂定之用。
論文英文摘要:Invasion of carbon dioxide and chloride into reinforced concrete (RC) could weaken protection of reinforcement from corrosion. For the corrosive reinforcing bar, the effective cross sectional area becomes less and the bond capacity interacted with concrete decreases as well. Consequently, the degradation of structural capacity, functionality and even durability of bridges appear significantly accompanied by material deterioration.
This thesis collected a few inspection reports of bridges and the environmental data of corrosive factors herein to propose a GPS-based corrosive model of reinforcement in RC bridges by regression analysis. Some useful information about neutralization depth, chloride penetration depth, annual corrosive speed of reinforcing bar, etc. are able to be calibrated quantitatively. Accordingly, the hazard map of corrosive reinforcing bar in RC bridges was established by use of Google Fusion Table. Not only the potential zone of corrosive reinforcing bar can be displayed but also the degradation tendency of structural performance can be predicted quantitatively for durability design or evaluation and strategy setting of bridge maintenance. In addition, time-dependent seismic fragility curves of the deteriorated bridges was developed and the distribution curve of annual seismic loss of the deteriorated bridges can be determined for optimal strategy of seismic repairing or retrofitting.
論文目次:摘 要 i
ABSTRACT iii
誌謝 v
目錄 vi
表目錄 x
圖目錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究重點 1
1.3 論文組織及架構 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 前言 4
2.2 混凝土耐久性 4
2.3 鋼筋混凝土劣化對結構特性之影響 11
2.3.1 中性化對鋼筋混凝土耐久性之影響 11
2.3.2 鹽害對鋼筋混凝土耐久性之影響 18
2.4 小結 21
第三章 混凝土中性化分析模式之建立 22
3.1 前言 22
3.2 混凝土的中性化機理 22
3.3 影響混凝土中性化的重要因素 24
3.3.1 外在環境因素 24
3.3.2 材料因素 28
3.4 混凝土中性化深度預測模式 37
3.4.1 Fick第一擴散定律 37
3.4.2 中性化深度預測模式 39
3.5 中性化混凝土中的鋼筋銹蝕及銹蝕量估計 53
3.5.1 混凝土中鋼筋銹蝕機理 54
3.5.2 混凝土中鋼筋銹蝕條件及鋼筋銹蝕時間預測 57
3.5.3 中性化混凝土中的鋼筋銹蝕深度預測模式 61
3.6 小結 67
第四章 鹽害分析模式之建立 69
4.1 前言 69
4.2 混凝土受氯鹽侵蝕機理 69
4.3 影響氯離子擴散的重要因素 71
4.3.1 外在環境因素 72
4.3.2 內在因素 74
4.4 鹽害腐蝕及鋼筋銹蝕預測模式 78
4.4.1 氯離子擴散原理 79
4.4.2 鋼筋混凝土受鹽害腐蝕預測模式選用及修正 80
4.5 小結 93
第五章 危害地圖之建立及應用 94
5.1 前言 94
5.2 危害地圖之介紹 94
5.3 危害地圖之建立方法 95
5.3.1 標準通用標記語言(SGML) 96
5.3.2 可延伸式標記語言(XML) 97
5.3.3 可擴展標記語言(KML) 98
5.4 台灣劣化環境資料之調查與分析 100
5.4.2 濕度 101
5.4.3 溫度 101
5.4.4 中性化速度係數 102
5.4.5 氯離子沉積速率(mmd) 104
5.5 台灣混凝土橋梁劣化危害地圖之建立 106
5.5.1 鹽害橋梁強度衰減特性: 106
5.5.2 中性化橋梁強度衰減特性: 107
5.5.3 危害地圖之建置 107
5.6 危害地圖之應用 118
5.6.1 耐久性設計 118
5.6.2 耐久性評估 128
5.7 小結 131
第六章 案例分析及探討 132
6.1 前言 132
6.2 案例Ⅰ-A橋 132
6.2.1 混凝土中性化程度 133
6.2.1 氯離子含量檢測 134
6.3 案例Ⅱ-B橋 135
6.3.1 混凝土中性化程度 137
6.3.2 氯離子含量檢測 137
6.4 案例Ⅲ 138
6.4.1 材料劣化之時變特性 140
6.4.2 振動單元基底剪力之時變曲線 152
6.4.3 橋梁易損性曲線之時變特性 156
6.5 小結 166
第七章 結論與建議 168
7.1 結論 168
7.2 建議 169
參考文獻 171
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論文全文使用權限:同意授權於2018-08-24起公開