设计使用年限50年以上港口工程结构设计指南JTS-T+200-2023.docx

中华人民共和国行业标准设计使用年限50年以上港口工程结构设计指南JTS/T2002023主编单位：中交水运规划设计院有限公司批准部门：中华人民共和国交通运输部施行日期:2024年3月1日RN*"H件么田交通运输部关于发布设计使用年限50年以上港口工程结构设计指南的公告2023年第65号现娜没出蜘年壮港口HSM设H指南(以下瞭佛南).指南为水运工S建设推荐性行业标准，标准代码为Uyr:W-2023,自2024年3月1日起施行.指南由交通运输部水运局负责管理和解粕实施过程中具体使用问题的咨询，由主编单位中交水运规划设计院有限公司答复.指南文本可在交地运输部政府网站水路运，建设综合管理信息系统“水运工程行业标准”专栏(特此公告.中民共和国交地、部2023年12月29日设计f蝇年限50年壮港口工M设计指南(JTST200-2023)7.4维护要求(31)附录A海水环境湖!土结构设计使用年限校穗辑例(34)A.1设计条件(34)A.2使用年限计算(34)A.3设计使用年限校核(36)附录B淡水碳化环婢掂土结构设计使用年曜校核算例(37)B.I设计条件(37)B2使用年限计算(37)B.3设计使用年限校核(38)附录C本指南用词说明(39)引用期名录(40)附加说明本指南主角单位、弁编单位、主要起草人、主要审查人、总校人员和管理组人员名单(41)条文说明(43)1.0.1为指导设计使用年限50年以上的港口工程结构设计，做到安全可狂、耐久适用、技术先进和经济合理，制定本指南.1.0.2本指南适用于设计使用年限50年以上的新建港口工程主体结构设计。1.0.3设计使用年限50年以上的港口工程结构设计除应执行本指南的规定外，尚应符合国家现行有关标掂的规定。n电阻率的时间因子：kT,ca温度因了：kRHxa一湿度因子。7.2.38.3电阻率的时间因子可按表7.2.38-2确定。表7.238-2电阻率时间因子胶凝忖料体系nfi;水混或杆通口酸拾水A单搀小清物0.230S40.62(7.2.38-4)7.2.38.4电阻率的温度因子可按下式计算:-1.+(T-20)式中kr,电阻率的温度因子：K温度系数，温度低于20cC取0.025,高于20C取0.073;T环境温度(C).7.2. 38.5电阻率的湿度因子可按表7.2.38-3确定。表7.238-3电阻率湿度因子环境条件kRE,相对湿度如7.6相对湿度65t6.5相对濯度融3.0相对湿度95%1.1水下区、水位变动区和浪激区1.O7.2.39钢筋混凝土构件挠度验算应符合第6.31条规定，其中构件刚度应乘以钢筋锈蚀引起的钢筋混凝土构件刚度降低系数(nj(°)可按下列公式计算：(7.2.39-1)(7.2.39-2)a(>O.45e-72O.O5+<).550.056(q严3式中«(n.)-一钢筋锈蚀引起的钢筋混凝土构件刚度降低系数：1.锈蚀纵向钢筋的锈蚀率，不大于O1.25;i。一钢筋初锈时的电流密度，按式(7.2圻3)计算；U_结构设计使用年限(年)；I；一一钢筋开始腐蚀阶段所经历的时间(年)，按第72.35条或笫7.2.37条规定计算；d锈蚀纵向钢筋的等效直径(mn)混凝土结构防腐蚀措施7.2.10海水环境混凝上结构采取的附加防腐蚀措施宜按表7.2.40选用。*7.240初涮况出胸用加防EWNm所处保护工作年取2。年及以下保护工一年限20年攻上大气区表面涂层、S1.:烧没演环加标层的筋.环仅深层蝌筋与表近深层.硅烷浸油联令保护浪谶区表血深层、必烷没渍，钠的国货剂.抗侵位抑也刑.抗侵蚀防腐剂等环翅涂层钢筋、不锈钢榭筋.不忸例复合用脑.外Ui电流用做保罗，或环翅涂层钢筋与表面涂层、睢烷没浓联合保护水位受动区表面涂层、钠潞用锈剂、抗侵蚀抑：W剂、PIKW历腐剂等环敏涂层倒55.不横纲钢筋、不整钠肛自掰鲂、外加电流明报保护.成环气涂层例通与社烷衩油联介保护水下水不需采取保护拓施不需采取保护描旗1.1.41 淡水环境和化学腐蚀环境混凝土结构附加防腐蚀措施，宜采用混凝上表面涂层、硅烷浸渍保护、混凝土抗侵蚀抑制剂或抗侵蚀防腐剂.1.1.42 混凝上结构采用的附加防腐蚀措施应明确其保护工作年限、主要材料的性能指标及其检验方法。1.1.43 不锈钢纲筋、外加电流阴极保护可根据防腐蚀措施的保护工作年限，经论证校核后进行混凝土结构使用年限延长时间的定量设计。表面涂层、硅烷浸溃、钢筋阻锈剂、抗侵蚀抑制剂、抗侵蚀防腐剂等附加防腐蚀措施宜作为耐久性设计的安全储备，1.1.44 采用不锈钢钢筋的混凝上结构，宜根据不锈例钢筋的临界锈蚀试验数据调整耐久性定量设计模蟹中的临界氯离子浓度取值，并应根据不锈钢钢筋与普通钢筋在混凝土结构中的分布情况开展耐久性定量设计。1.1.45 采用外加电流阴极保护的混凝上结构，可取外加电流保护工作年限的50%、70%,计入混凝土结构的设计使用年限。7.3 钢结构7.3.1 港口工程钢结构设计宜减少结构的表面积，并应有利于防腐蚀施工。732钢结构设计宜避免狭窄间隙，浪溅区应避免采用小截面的E形、K形、Y形交叉连接方式或背对背放置的角钢或槽钢等结构形式，宜采用管形构件.浪溅区和大气区钢构件应避免积水。7.3.3 焊接接头宜连续焊接,搭接接头宜采用双面焊接，浪溅区及以下部位不宜采用镀栓连接和聊接。7.3.4 埋于混凝土桩帽、墩台或胸堵中的钢桩之间应进行电连接，电连接施工应在浇注混凝土前完成。7.3.5 预埋钢构件的埋设位置在避开浪溅区部位，水位变动区及以下部位的辅助构件或预理件，宣与实施阴极保护的钢结构进行电连接。7.3.6 施工期与主构件相连接的临时性钢结构完工后应拆除并做好主构件相应部位防腐蚀处理，7.3.7 水位变动区及以下的钢结构宜采用相同的钢种,采用不同钢种时,应采取消除电偶腐蚀的措施。耐久性HW7.3.8 钢结构采用防腐蚀措施时,结构设计应留1适当的腐蚀裕量,钢结构不同部位的单面腐蚀裕量可按卜式计算：=K(1.-P)t1+(t-t1)(7.3.8)8钢结构单面腐蚀裕量(mm);K钢结构单面平均腐蚀速度(mm年)，根据现场实测确定或按表7.3.8取值：P一保护效率盘)，涂层、金属热喷涂和包覆有机复合层在其设计保护年限内可取50%95%,阴极保护取不小于90%;Ci防腐蚀措施的设计保护年限(年)；一一钢结构的设计使用年限(年).表7.3.8铜结构单面平均腐蚀速度(1/年)环境部位平均腐独速度海水环境大气区0.05'0.10浪港区有情护条件0.20、。.30无彼护条件0.40'0.50水位变动区、水下区0.12泥下区0.05淡水环境水上区0.(木卜区0.03混下区0.03注：胡均帆过旌度适用h>H=4-IO的环境条件，4HJ严玳污染的环境,5"i增大：对水质含Mt层次分明的河11区或“平均气泡高、波浪人.速大的环境,庖道用媾大：，钢板桩样则可叁曝能下区取值，帽咕防7.3.9 钢结构防腐蚀设计方案应综合考虑环境条件、结构形式、外形尺寸、使用状况和。济成本等因素，经论证后确定，采取的防腐蚀措施宜按表7.3.9选用。7耐久ak三7.a9IRfi聃R湎蛾德所处环埴结构所处都位俣护工作年限20年及以下保妙工作年限2。年以上海水环境大气区涂棋保护.金区热党徐保护包(行机H台层保护浪潮区涂层保护.金隅热用次保护包阳有机乂合层保护水位变动黑深层保护.金陋热党徐像护包现有机必台层保护水下KttH1.K81M三'.外加电Sft阴极保护.牺牲川也阳极保妙与涂层联合保护,外加电流阴极保护与涂层联合保护栖性阳极阴极保炉、外和电流阴极保护、牺牲阳极用梭保护与涂层联合保护.外加电流用W保护与i层联令保护泥下区栖续阳极阴极保护、外加电流网极保护牺牲阳极阳极保炉、外加电流阴极保护淡水环境水上区滁层保护.金陋热党徐像护包现有机必台层保护水下K深层保护.金胧热吟深保力栖性阳极阴极保炉、外和电流阴极保护,栖林阳极阴极保护与冰层联合保护.外加电流阳极保护与iW三联合保护泥下区涂层保护、金收热咬涂保护、WttRIWBJ极保护.外加电色阳极保护牺林阳极阴极保妒、外加电泡阴极保护7.4 维护要求7.4.1 港口工程结构耐久性维护应包括日常检杳、偶发事故受损后的检杳、定期检测和适时维修。7.5 .2港口工程混凝土结构耐久性和防腐蚀措施的日常检查应包括下列内容：(I)混凝土表面好窝、麻面、露石等原始缺陷：(2)外力作用造成的裂缝、缺损、松动等：(3)海水和淡水环境下因钢筋锈蚀引起的构件表面锈迹、裂缝、空鼓、剥落和露筋等损伤；H)冻融和化学腐蚀环境构件表面麻面或脱皮、露石，棱角变圆，松顶等损伤：(5)涂层的粉化、变色、裂纹、起泡和脱落等外观变化：(6)混凝土结构耐久性监测系统的完好性.7.6 .3港口工程钢结构耐久性和防腐蚀措施的日常检杳应包括下列内容：(D钢结构锈蚀发生的位置、面积和分布情况；(2)钢结构由于外力作用引起的损伤情况：(3)钢结构涂层的破损情况：(4)栖性阳极阴极保护措施的保护电位:(5)外加电流阴极保护措施的保护电位，直流电源的输出电压和电流，辅助阳极的固定情况，电源、电缆等的连接和使用状态等。7.7 .4港口工程结构偶发事故受损后的检查应包括卜列内容：(1)结构水平位移、登向位移、貉体帧斜等粘体变形与变位：(2)混凝土强度、弹性模量等性能参数：(3)混凝土构件挠度、裂缝等：钢结构构件挠度，焊缝、螺栓、债口等连接破损等：(5)影响结构承我力和正常使用的其他情况。7.8 .5港口工程混凝土结构耐久性定期检测应符合下列规定.7.8.1.1 耐久性检测可分为钢筋锈蚀、冻酸、化学侵蚀等劣化外观检测和专项检测。7.8.1.2 附加防腐蚀措施定期检测项目和内容应符合表7，1.5的规定.三7.45附加防盾谢ti1.定期检流项且和内容Ia测项目检浦内容衣画深房涂层外取、ifcSTiBM度fiiea给以度ttti5ifi$另般上中(离子淮遗情配和强化汉僮环氧涂5例的，不锈例例前,不锈钢合用通密防腐及电位泗能用镑并J.抗侵蚀柳制御、抗假坟防腐刑第痛腐说电位外加电ift用做保护保护电位、电源和电境状态7.4.6钢结构防腐蚀定期检测的项目和内容应符合表7.4.6的规定。«7.46检测项目检涌内容馀层涂层外脱、涂层干舰!'/ISff1.ifcSK铝强度金属携喳涂涂层外观、深层干展厚度和粉层整油张僮JrtftRItitB1.Ittft1.P保护电位.R1.摄实际尺寸和梅t产物表面溶解情况外国电流阴极保护保护电位、电源和电婉状志包1布机乂合层包相反完整性.铜材锈HI状毒7.4.7港口工程结构防腐蚀定期检测与评估方法应符合现行行业标准£水运工程水工建筑物检测与评估技术规范(JIS304)的有关规定,并宜针对结构所处的腐蚀环境进行耐久性预测.7.4.8港口工程结构应根据构件的重要程度、环境条件和设计使用年限实施耐久性监测，并应按现行行业标准£水运工程自动化监测技术规范(JIS.T305)和水工建筑物结构健康监测技术规范(JTSrr312)的有关规定进行监测系统的设计、安装、维护和结果分析。7.4.9港口工程结构耐久性维修应符合下列规定.7.1.9.1对于状态完好、经检测评估预测其耐久性可达到设计使用年限的结构，可不附录A海水环境混凝土结构设计使用年限校核算例A.I设计条件(1)华东某新建海港码头的设计使用年限为100年，对该码头浪溅区的现浇钢筋混凝土梁进行耐久性设计：根据表7.2.35T,取混凝土环境系数kA=Q85:梁处于浪溅区，根据表7.235T,取混凝土临界氯离子浓度特征值c=O75%.根据表7.2,35-2,混凝土表面氯离子浓度回归系数特征值A。=16.45;根据表7.236,钢筋锈饱环境条件影响系数取k=1.0;(3)钢筋混凝土梁主要承受其自重和码头面荷载，按1类构件考虑，根据表7,2355,钢筋应力与钢筋屈服强度比值取。抠=0.6:选取钢筋混凝土梁混凝土的水胶比wb=035,混凝土强度等级为C45,掺入粉煤灰占凝胶材料总量FAb=O.I5的I级粉煤灰和丁渣占凝胶材料总量SQb=().35的粒化高炉矿渣粉：混凝土初始氯离子浓度计算值取01.%;按to=00767年(28d)确定混凝士的氯离子初始扩散系数Dat,=20年后级离子扩散系数不再变化：(5)根据表7.2.16,海水环境受力钢筋的混凝土保护层最小厚度为70mm,取Xg=70mm;采用直径d=28mm的钢筋。.2使用年限计算A.2.1氯高子侵入混凝土导致钢筋发生锈蚀所经历的时间(1)混凝土临界寂离子浓度计算值：根据式(7.2.35-3):c4.=cw.-=2TV1.=0441%(A.I)(2)混凝土表面双熟子浓度计算值：根据式(7.2.35-4):c,=A,-(wb)y.=I6.45×O.35×1.I=¢.333%(A.2)(3)混凝土保护层厚度计兑值：对于现浇钢筋混凝土梁，2Xx=1.Omm.根据式(7.2.355):(A3)x=xa-x=7()-10=6<)(m11)CFA/b-SG/b1-0.15-035w(A.4)(A.5)(A.6)(A.7)(A.8)(A.9)(A.I0)(4)混凝土氯离子扩散系数龄期因子:根据式(7.2.35-10):=0.2+0.4(第篙W翳嘿=0.52<0.6取n=0.52。(5)混凝土28d快速试验氯离子扩散系数计算值：根据wb=O.35.FA/b=O.15.SGb=().35.计算£、”第WWWw/b0.35FAFA/b0.15C"Oww/b0.35SGSG/b0.351n三r三is=10根据式(7.2.35-6):Dad,o=Yp,1-95-1.25(-K).26+-)=1.1.x101.95-1.25×(O.32×1.42O.26×O.429*O.42x1.0)=5.693×10-1.1.(m)(6)混凝土氯离子扩散系数影响系数：根据式(7.2.35-9):kia=+2.1例=1.+1.1.×0.6,=1.454>0.5根据式(7.2.35-7):k=ke,akeaki,a=0.85×0.5×1.454=().618(7)氯离子侵入混凝上导致钢筋发生锈蚀所经历的时间：根据式(72.35-2):=0.1%+(6.333%-0.1%)X0.0317X601-aiAXO.618x5.693x20仅.0767产O52xI20J.-0.i5(.1.1.)as根据式(7.2.35-1):1.T+0317J=200,0317x6Oa4×0618×5693×(警/×rf1.(1-晨屋朗=94.19(年)(A.A.2.2钢筋锈蚀导致保护层出现项筋裂缝所经历的时间(1)混凝土产生眼筋裂缝时钢筋的临界锈蚀深度：根据式(7.2.36-2):=0.018+0.012×+0.00084×43=().08I5(mm)(A.I3)钢筋初锈时的电流密度：根据式7.2.36-3):7201.o-CS3.4SC),«o三.I1.429+21.x0429+3.4x1.0y1.60=1.644(A1,cm2)(A.I4)钢筋锈蚀导致保护层出现眼筋裂缝所经历的时间：根据式(7.2.36-1):1.=()m=(三t4=5砌年)(AJ5)A.3设计使用年限校核根据式(7.2.34-1):t1+t.=94.19+5.87=100.06(年)Aa=100(年)(A6)使用年限满足要求。引用标准名录1.2.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.普通混凝土长期性能和耐久¾,W标准(GB50082)£港口工程结构可维性设计统一标准3(GB50158)港口工程荷载规范(JTS144-1)£港口与航道水文规范(J1.S145)g水运工程抗震设计规范(J1.S146)水运工程J也基设计规范(JIS147)«水运工程桩基设计规范(JIS147-7)代水运工程土工合成材料应用技术规范强(J0T148)水运工程混凝土结构设计规范(JIS151)£水运工程钢结构设计规范B(JIS152)©水运工程结构耐久性设计标准(JTS153)£防波堤与护岸设计规范(JIS154)码头结构设计规范(JTS167)E码头附属设施技术规范(JIS169)QK运工程水工建筑物原型观测技术规范(JTS235)«水运工程水工建筑物检测与评估技术规范3(JISMH)6水运工程自动化监测技术规范B(JTST305)£港口水工建筑物结构健康监测技术规范(JTSr1.312)公路桥涵设计通用规范(JTGD6O)«铁路列车荷载图式(TBT366)微路桥涵设计规范3(TB10002)£酸雨和酸雨区等级(QXT372)附加说明本指南主编单位、参编单位、主要起草人、主要审查人、总校人员和管理组人员名单主编单位：中交水运规划设计院有限公司参编单位：大连理工大学中交四航工程研究院有限公司中交第四航务工程局有限公司中交上海三航科学研究院有限公司天津大学主要起草人：杨国平（中交水运规划设计院有限公司）胡家顺（中交水运规划设计院有限公司）王胜年（中交第四航务工程局有限公司）贡金鑫（大连理工大学）李荣庆（中交水运规划设计院有限公司）（以下按姓氏笔画为序）王元战（天津大学）王安华（中交水运规划设计院有限公司）吕亭豫（中交水运规划设计院有限公司）任增金（中交水运规划设计院有限公司）张立斌（中交水运规划设计院有限公司）吴哲丰（中交水运规划设计院有限公司）吴锋（中交上海三航科学研究院有限公司）陈志乐（中交水运规划设计院有限公司）范志宏（中交四航工程研究院有限公司）陈际丰（中交水运规划设计院有限公司）施凌（中交水运规划设计院有限公司）储小欢（中交水运规划设计院有限公司）檀会春，中交水运规划设计院有限公司）俵表4.1(年)6778890.060.10i50.200.300.40751.181.181.181.171.171.161001.331.321.311.dO1.291.281201.431.411.401.391.381.364.13 温度作用4.13.1 关于温度作用计算，现行港口工程结构设计规范中尚无相应计算规定。设计使用年限50年以上时，本指南参考国家标准4建筑结构荷载规范(GB50009-2012)和行业标准g公路桥涵设计通用规范(JTGD6O2015),结合港口工程结构特点，提出了温度作用计免规定“需要考虑温度作用主要指温度变化对结构应力和变形影响较大的情况，如分段长度较大的高桩结构，4.13.4 温度作用是指结构或构件内温度的变化，在结构构件任意截面上的温度分布，一般认为由三个分量会加组成，即均匀分布的温度分量、沿微面线性变化的温度分成(梯度温差)和非线性变化的温度分量。对于港口工程结构，均匀温度作用对结构影峋最大，其取值和计算方法较为成熟。对梯度温差和非线性变化的温度作用的取值和计算目前尚没有较为成熟统一的方法，因此，本指南仅对均匀温度作用做出规定，其他情况一般参考有关文献或根据设计经验酌情处理。4.14 外加位移和变形4.14.1 外加位移和变形是指由地面、地基、岸坡变形等作用引起的结构或构件的位移和变形。4.16偶然作用4.16.2偶然作用是指在设计使用年限内不一定出现，而一旦出现其量值很大，且持续期很短的事故作用，如非正常撞击、爆炸、火灾等，目前没有合适的概率模型，一般通过协议确定设计值。7耐久性设计7.1 一般规定7.1.7对于叙商子引起的混凝土中的钢筋锈蚀，目前国内外已进行了大量的试验和理论研究，普遍认为分为3个阶段，第一阶段为结构竣工到钢筋表面氯离子浓度达到钢筋脱钝、开始锈蚀的临界浓度的时间段，第二阶段为钢筋开始锈蚀到混凝土保护层出现纵向裂健的时间段，第三阶段为混凝土出现纵向裂缝后钢筋加速开裂的阶段。本指南在国内外相关规范规定的基础上，针对不同构件特点，对结构耐久性极限状态进行了规定。采用钢绞线蝴丝作为预应力筋时，预应力筋的截面积小、应力高，一旦锈蚀，高应力状态发展速度快，构件呈脆性破坏，后果严重，因此规定以钢筋脱钝作为耐久性极限状态：果用螺纹钢筋作为预应力筋时，与钢绞或钢丝相比，其应力低，延性好，且般配置预应力筋与非预应力筋共同满足承载力要求，构件破坏模式接近延性破坏。因此，对于采用螺纹钢筋作为预应力筋时，规定以纲筋锈蚀导致保护层出现喉筋裂缝时的状态为耐久性极限状态：对于桩，因其为结构基础，位置特殊，二曰.发生破坏，后果严重且很难修夏，因此,规定以钢筋脱钝作为耐久性极限状态。7.2 混凝土结构7.2.16 本条参考国内有关耐久性设计规范，在设计使用年限为5Q年相应规定的博础上，提出增加】5mm作为设计使用年限50年以上时混凝土保护层厚度的基本要求。另外，考虑水位变动区腐蚀环境比大气区严酷，因此规定保护层最小厚度比大气区增加5师。7.2.17 本条参考国内有关耐久性设计规范，在设计使用年限为50年相应规定的基础上，增加5mm作为设计使用年限50年以上混凝土保护层厚度的基本要求。7.2.18 淡水环境混凝土结构耐久性主要是受碳化和水流、泥沙冲刷侵蚀影响，本条参考行业标准G水运工程结构耐久性设计标准(J1.S1532015)和国家标准£混凝土结构耐久性设计标准B(GBT504762019),在设计使用年限为50年相应规定的基础上，增加5三作为设计使用年限50年以上混凝土保护层厚度的基本要求。7.2.20 本条参考国内有关耐久性设计规范，在设计使用年限为50年相应规定的基础上，增加5mm作为设计使用年限50年以上混凝土保护层厚度的基本要求。7.2.24 本条参考国内有关耐久性设计规范，对广普通混凝土，在设计使用年限为50年相成规定的基珈上，提出提高1个等级作为设计使用年限50年以上混凝土最低强度等级的基本要求。7.2.25 本条参考国家标准£混凝土结构耐久性设计标准(GB/T50476-2019)和行业标准W水运工程结构耐久性设计标准B(J1.S153-2015),公路工程混凝土结构耐久性设计规范(JTGrr33102019)的有关规定，在设计使用年限为50年相应规定的基础上，减小了部分环境条件下的水胶比，作为设计使用年限50年以上混凝土水股比最大允许值的基本要求。7.2.27 本条根据行业标准'水运工程结构耐久性设计标准(JTS153-2015),适当减小后作为设计使用年限50年以上时的基本要求.7.2.28 我国沿海海水环境和大部分内陆地区的内河环境，由于水中腐蚀性化学物质含坛相对较少，一般不存在化学腐蚀问题，但在地下水丰富的西部地区或受到污染的地区，可能会存在水中的硫酸盐和酸类等物质，这些物质对混凝土的腐蚀主要是化学腐蚀以及盐类侵入混凝土也有可能产生盐结晶的物理腐蚀。本条参考国家标准混凝土结构耐久性设计标准(GB/T50176-2019)的有关规定制定。7.2.29 行业标准QK运工程结构耐久性设计标准B(JIS1532015)中对于设计使用年限50年的混凝土结构，主要针对抗冻等级做了规定，抗冻等级即采用标准养护28d龄期的试块在吸水饱和后，承受反笈冻融循环，以相对动弹性模量下降至75%,或限量损失率达5%时相应的冻融循环次数.对于设计使用年限50年以上的混;疑土结构，其他行业一般以抗冻耐久性指数为控制指标，抗冻耐久性指数为混凝土试件经300次快速冻融循环后混凝土的动弹性模量E1.与其初始值E.的比值，DF=100%xE/E0;在达到300次循环之前E1.已降至初始值的60%或试件重量损失已达到5%的试件,以此时的循环次数N计算其DF值，DF=0.6×N300×100%.参考国家标准混凝土结构耐久性设计标准3(GB,T50476-2019)和行业标准公路工程混凝土结构耐久性设计规范(JTGT33102019),并根据我国水运行业有关工程实践经验，提出对混凝土抗冻耐久性指数的规定。对于设计使用年限大于100年的工程，因缺乏工程实例，提出进行论证分析确定抗冻耐久性指数的规定。7.2.30 结合我国各行业规范规定和工程调研结果，从与现行水运行业规范衔接的角度，对于设计使用年限为50年的工程，以电通量指标表示，对于设计使用年限50年以上的工程，以电迁移试脸方法测定的氯离子扩散系数表示.表中数值是参考国家标准混凝土结构耐久性设计标准A(GB,T50476-2019)和行业标准6水运工程结构耐久性设计标准(JISI5-2OI5),并结合国内相关工程实践经验制定。7.2.31 设计使用年限为50年的海水环境和淡水碳化环境混凝土结构，一般是通过对混凝土强度等级、水股比等进行控制以满足耐久性要求。对于一50年以上的海水环境和淡水碳化环境i1.三土结构，除满足上述利扶规定外，提出了通过计射寸设计使用曲眦行校核的无晚。本指南制定过程中，对钢筋混凝土结构锈蚀后的承载力和变形进行了分析，结果表明，构件出现纵向顺筋锈蚀裂缝时，锈蚀程度尚不大，对钢筋混;疑土构件承载力的影响很小，可以忽略不计，所以不考虑设计使用年限内构件承载力的衰减,即各种承载能力极限状态验算方法按现行行业标准的有关规定执行。计算同时表明，钢筋锈蚀导致刚度有一定退化，因此规定对钢筋混;疑土受弯构件应进行刚度退化后的挠度验和。7.2.35 氯离子传输机制非常匆杂,包括多个物理过程，耐久性分析中通常以扩散作为氯离子的主要侵入方式。经典的理论分析方法将氯离子扩散看成是一个线性扩散过程,混凝土某一深度氯离子浓度随时间的变化规律可用FiCk第二定律描述.试验表明，随着混凝土中水泥水化过程的不断进行，混凝土内部微观结构不断变化，混凝十的氯离子扩散系数随时间逐渐减小，约在2030年时趋于稔定。本条计算混凝土中氯离子扩散到钢筋表面且达到临界浓度的时间时考虑了氯离子扩散系数的变化.并建议氯离子扩散趋于稔定的时间取为20年。这样混凝土中氯离子浓度的计算分为两个阶段，即不稔定扩散阶段和稳定扩收阶段，不稳定阶段采用时变的氯离子扩散系数，稳定阶段采用非时变的氯离子扩收系数.两个阶段的计算公式是不同的“因为50年以上的设计使用年限涵盖了氯离子不稳定扩散阶段的时间(20年)，计第钢筋表面氯离子达到临界浓度的时间时不需再判断氯离子扩散处于哪个阶段，所以直接按式(7.2.35D计算即可.混凝土初始氯离子浓度计算值是根据行业标准£水运工程结构耐久性设计标准(JIS153-2015)中关于海水环境混凝十并合物中按占胶凝材料质量百分比的氯离子含地最高限值规定提出。7.2.35.1 本款采用了行业标准£水运工程结构耐久性设计标准(JTS153-2015)的混凝土临界氯离了浓度建议值。7.2.35.2 影响混凝土表面氯离子浓度的因素较多，对氯离子扩散机制的认识、i我验和测量方法等多方面存在差别，国外各手册、指南或软件中采用的混凝土表面如离子浓度计算公式或规定值不同。本条采用了行业标准£水运工程结构耐久性设计标准GTS153-2015)中的混凝土表面抗离子浓度计第公式。7.2.35.3 在海水环境混凝土结构耐久性设计中，混凝土保护层厚度反映了混凝土表面氯离子扩散进入混凝土、到达钢筋表面行走的“路程”。由于施工误差等原因，混凝土保护层厚度具有一定的随机性，为使计兑的混凝土结构使用年限有规定的保证率，对使用年限进行计算时考虑安全裕度Ax对混凝土保护层厚度进行折减。本条采用了行业标准£水运工程结构耐久性设计标准(JIS1532015)中混凝土安全裕度Ax的建议值。7.2.35.4 确定氯离子扩散系数的方法有三种：自然扩散法、加速扩散法和经验公式法。通过自然扩散法或加速扩收法试股确定氯离子扩散系数再进行混凝土结构使用年限设计是不方便的。经验公式法是利用实验室试验数据或根据实际工程调查资料建立的经验公式预测混凝土氯离子扩散系数的方法。美国1.ife3656使用寿命预测模型、日本土木工程师协会行昆凝土结构标准-2007“养护”、给出了计算混凝土氯离子扩收系数的公式：美国1.ifeT65使用寿命预测模型:D28=1.0×10-12.06+2.4nV(7-1)日本日工程师协会钻的疑上结构标准2007“养护”：1.gD=-3.9(wc)2+7.2(wc)-2.5(普通硅酸盐水泥)(7-2)设出吏用年限蟠凡bf口工橙邰股H指南邠200-2023)1.gD=-3.O(swc)1+5.4(wc)-2.2(高炉矿渣硅酸盐水泥)(7-3)式中，w/c为混凝土水灰比。试验研究表明，不同矿物掺合料对混凝土耐久性的影响是不同的，相同水胶比不同的砂物掺合料比例下混凝十的氯离子扩散系数也是不同的，为体现不同犷物掺合料在混凝土结构使用年限计匏中各自的作用，根据对所收集试验资料的分析，提出了包括水胶比、粉煤灰掺量、粒化高炉矿渣掺量等材料参数的氯离子扩散系数计算公式。在确定W/b、FNb、SGb后，CN人FAM、SGZw按下列公式计算：c1-FAb-SCbFAFA/bSCSG/b皿、7=-FTFT=(77)7.2.35.5混凝土环境系数主要反映的是环境温度的影响。本指南引用行业标准QK运工程结构耐久性设计标准BUTS15-2OI5)给出的国内华南地区、华东地区和北方地区的混凝土环境系数，也给出了根据环境温度计算混凝土环境系数的公式。国内有关文献对RCM法与自然扩散法试验测得的氯离子扩散系数进行了对比研究，表明RCM法测得的氯离子扩散系数约为自然扩散法测得的氯离子扩散系数的24倍，因此本指南取转换系数k,a=OG针对海港工程中常见的梁、板和桩，本条以钢筋应力比体现荷轮由昆凝土氯离子扩散系数的影响，参考国内外研究成果，基F理论分析和工程经验，给出了相对应力。Jf的建议值。钢筋混凝十.受弯构件的配筋般由横向裂缝宽度控制，横向裂缝宽度与钢筋应力和混凝上应力成正比。对于一般的受弯构件，当按现行规范计算构件裂缝宽度恰好满足规范规定的裂健宽度限值时，相对应力。,/£基本为0.6,如本款中的“1”类构件，荷载经常达到限值，设计控制荷载持续时间较长，因此相对应力。成取为6;对于“3”类构件，设计的控制荷载出现的概率很小，作用干结构的时间很短，在服役期的大部分时间内结构都是处于低应力状态，经过校准计算，相对应力。式取为0.2;处于两者之间的“2”类构件，取为0.4°预应力混凝十.受弯构件按相对广消压状态的钢筋应力考虑.对于桩，根据两种典型受力状态，“1”类指偏心受拉的情况，“2”类指偏心受H滞况，相对应力。J业的确定方法与受弯构件相似。7.2.35.6混凝土氯离子扩散系数随时间的增加而不断降低，扩散系数龄期因子反映了氯离子扩散系数随时间降低的速度，该因子受多种因素影响。随着混凝土龄期的延长，混凝土中水泥水化产生的翅氧化钙与矿物掺合料发生二次火山灰反应，水化产物填充了混凝十.内部的一部分孔径较大的孔隙，并阻断了部分孔的连通，从而使混凝土变得更加密实，密实的程度与矿物掺合料的掺员有关。因此，混凝土氯离子扩散系数龄期因子考虑矿物掺合料各自的掺量非常重要。为此,本条引入美国1.if1.365使用寿命预测模型的氯离子扩散系数龄期因子模型。7.2.36本条考虑钢筋的锈饨电流密度是一个随时间减小的变量，根据有关文献研究成果，引入了下面被广泛应用的锈蚀电流密度与时间的关系：i.(t)=i.O.85t-O.3(7-5)式中，t为钢筋开始锈蚀后的某一时刻：1.为钢筋初锈时的电流密度(uAmi%由法拉第定律，经推导得出本条混凝土保护层锈胀开裂阶段所经历的时间计算公苴.7.2.36.2混凝土中水泥、矿物掺合料时钢筋锈蚀电流的影响是不同的，这源于钢筋锈蚀过程中对混凝土电阻的影响，而混凝土的电阻与氯璃子传输密切相关，氯离子传输与水泥、矿物掺合料各自的用量有关。本指南编制过程中利用有关文献的试验数据给出考虑水泥、矿物掺合料影响的钢筋锈蚀电流密境计算公式。7.2.37.1 参考国家标准既有混凝土结构耐久性评定标准?(GBrr513552019)中的混凝土碳化系数计算公式，该公式主要根据大量数据，考虑了环境CO2浓度、构件边角区影响、浇注和养护条件影响、环境湿度、结构受力情况等因素，回归拟合得出。7.2.37.2 研尢表明，冻融和酸雨会在一定程度上加快碳化发展速率，参考国家标准外既有混凝土结构耐久性评定标准3(GB/T51355-20提出的影响系数取值范围，结合行业标准学酸雨和酸雨区等级(QXfT372-2017)的酸雨区域划分和港口工程冻融环境划分，提出了碳化速度的修正系数取值。7.2.37.3 国内外提出的混凝土碳化公式很多，各公式的表达形式差异很大。考虑国内目前缺少混凝土碳化速率的标准试验方法和加速碳化试验方法与自然暴露碳化速率相关性的研究成果，本指南参考国家标准既有混凝土结构耐久性评定标准(GRT51355-20提出的碳化模型，公式中各参数取值是基于大量试验数据拟合得出，由于缺少明确的物理内涵，计算时采用规定班纲下的数值，并未考虑各参数Si纳的运算.构件所处局部环境对钢筋脱钝和锈蚀速率有很大影响，局部环境系数综合考虑局部环境温度、湿度、湿交杵等对钢筋脱钝的影响，参考国家标准£既有混凝土结构耐久性评定标准(GB.T513552019)的取值原则，针对港口工程特点提出取值范围。7.2.38碳化环境钢筋锈蚀寻致保护层出现顺筋裂缝的时间预测模型有多种表达形式，本指南参考了行业标准学水运工程结构耐久性设计标准(JISI5A2OI5)和欧洲DUraCrCt