摘要
近年来，在交通强国战略的引导下，我国交通事业迅速发展，连续梁桥和悬臂梁桥因适用范围广、构造简单、造价低廉等优点而广泛应用，但这种施工工艺在施工过程中难免会出现接缝（湿接缝、胶接缝），混凝土桥梁接缝部位是桥梁整体结构中耐久性最薄弱的部位，大气环境中的有害介质更容易从该部位入侵混凝土内部，从而引发桥梁结构的破坏降低其服役寿命。对于我国北方滨海地区服役的混凝土桥梁来说，空气中氯离子含量高，冬季寒冷温差大，以及除冰盐的使用，导致接缝部位率先发生钢筋锈蚀。目前国内外对混凝土桥梁接缝部位的耐久性局限于单一侵蚀介质的渗透研究，对于该部位钢筋锈胀破坏的研究相对较少，因此本文以不同类型混凝土桥梁接缝为研究对象，开展了腐蚀、冻融及其耦合作用下混凝土桥梁接缝的耐久性研究，主要内容如下： （1）分别制备了整体成型试件、直接湿接缝试件和凿毛湿接缝试件，并开展了试件在氯盐溶液中的通电加速腐蚀试验及试件腐蚀后内部钢筋静力拉伸试验，对比分析了不同类型试件开裂形态、内部钢筋实际锈蚀率及力学性能退化程度。结果表明：在通电腐蚀作用下，2种接缝试件内部钢筋比整体成型试件锈蚀严重，这说明接缝是混凝土抵抗腐蚀环境作用的薄弱部位，其中凿毛湿接缝试件比直接湿接缝试件内部钢筋锈蚀严重且集中，这是因为凿毛接缝面对混凝土造成一定损伤，导致接缝处混凝土内部产生微裂纹，增加了腐蚀介质的传输路径。相较于直接湿接缝试件，凿毛湿接缝试件内部上层钢筋名义屈服强度、名义极限强度和伸长率分别下降2.58%、4.94%和4.76%。在锈蚀初期接缝为腐蚀介质提供了传输通道加速了钢筋锈蚀，当锈胀裂缝开裂到一定程度时，锈胀裂缝成为电化学腐蚀的主要途径，接缝对钢筋锈蚀的促进作用不再显著。 （2）分别制备了整体成型试件、直接胶接缝试件和打磨胶接缝试件，并开展了试件在氯盐溶液中的通电加速腐蚀试验及试件腐蚀后粘结劈拉强度试验，对比分析了不同类型试件开裂形态、内部钢绞线实际锈蚀率及粘结劈拉强度性能退化程度。结果表明：在通电腐蚀作用下，不同类型接缝试件耐久性从优到差依次为整体成型试件、打磨胶接缝试件、直接胶接缝试件，其中打磨胶接缝试件由于胶结面打磨处理去除表面松动浮渣，提高了环氧树脂胶与混凝土的粘结密实程度，表现出较好的耐久性。在经历68h、136h、204h、340h通电腐蚀试验后，打磨胶接缝试件粘结劈拉强度比直接胶接缝试件分别提高了24.8%、17.5%、10.6%、5.4%；打磨胶接缝试件钢绞线锈蚀率比直接胶接缝试件分别降低了54.5%、18.42%、15.8%、11.9%。 （3）以整体成型试件为对照，选择冻融循环作用对其耐久性影响更为显著的2类胶接缝试件，开展了冻融-腐蚀耦合试验及试件腐蚀后粘结劈拉强度试验。结果表明：打磨胶接缝试件表现出更好的抗冻性，在冻融循环100次时，直接胶接缝试件质量损失率较打磨胶接缝试件增加了16.5%，相对动弹模量降低了17.1%。冻融破坏对腐蚀有促进作用，随着冻融循环次数的增加，混凝土外表脱落，内部结构疏松，进而加剧了腐蚀反应进行。打磨胶接缝试件经历25次、50次、75次、100次冻融循环试验再通电腐蚀（136h）后，其胶结面粘结劈拉强度在比直接胶接缝试件分别提高了了10.1%、13.6%、11.1%、60%。
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