摘 要：中國是世界上人口最多的國家，也是世界級的港口大國。人們的日常出行和物資運輸都離不開港口的高速運轉(zhuǎn)，再加上我國對港口的建設(shè)和養(yǎng)護關(guān)鍵技術(shù)突破的戰(zhàn)略需求，所以對影響港口工程結(jié)構(gòu)性能的因素進行研究十分必要。筆者根據(jù)工作實踐和翻閱相關(guān)資料，從研究意義和因素探究兩個方面，來闡述港口結(jié)構(gòu)性能的建設(shè)和養(yǎng)護重要性。

關(guān)鍵詞：港口工程；結(jié)構(gòu)性能；影響因素

我國的大部分港口工程設(shè)計更注重施工期的安全性和強度，但沒有考慮結(jié)構(gòu)的耐久性，可維護性和可交換性。成本估算和經(jīng)濟性更關(guān)注建設(shè)成本，而且在建設(shè)成本，維護階段的維護和部件更換方面成本差異相對較小。分離建設(shè)和種植，重視短期投資和長期經(jīng)濟考慮是不夠的。如何規(guī)范港口工程設(shè)計、施工、運行和維護管理，優(yōu)化各階段成本，延長港口工程的使用壽命，充分發(fā)揮運輸基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)在整個生命周期中的服務(wù)效能已成為水利行業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。

一、 研究港口工程結(jié)構(gòu)性能退化的意義

港口工程的結(jié)構(gòu)性能從竣工開始就不斷受到各種因素的侵蝕，所以正確理解港口工程的結(jié)構(gòu)退化特性是結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計，維護管理和降低生命周期成本的前提和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從另一個角度來說，如果對港口工程性能退化沒有系統(tǒng)合理的預(yù)測分析方法，研究人員實施科學合理的設(shè)計，維護和實際工程使用是不可能的。因此，有必要對結(jié)構(gòu)性能退化進行深入研究，系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)退化機理及其影響因素。建立結(jié)構(gòu)性能退化模型，對結(jié)構(gòu)性能從定性到定量進行分析和判斷。通過對港口工程高樁碼頭性能退化問題的研究，一方面有助于對現(xiàn)有高樁碼頭結(jié)構(gòu)進行性能評估，并選擇正確的結(jié)構(gòu)修復(fù)方法；另一方面，有利于提高新建高墩碼頭工程的設(shè)計水平和施工質(zhì)量，保證結(jié)構(gòu)的正常運行。它還為修改規(guī)定、設(shè)計高樁碼頭和管理碼頭提供了基礎(chǔ)。

二、 影響港口工程結(jié)構(gòu)性能的各種因素

（一） 鋼筋銹蝕的影響

鋼筋銹蝕對結(jié)構(gòu)性能和安全性能的影響主要體現(xiàn)在以下兩個方面：由于鋼筋的腐蝕，其橫截面積減小，延展性降低，機械性能下降。鋼筋腐蝕產(chǎn)物的體積膨脹會導(dǎo)致混凝土開裂和保護混凝土層開裂甚至脫落。因此，結(jié)構(gòu)的機械性能和耐久性降低，并且鋼筋的腐蝕對混凝土性能的劣化具有很大影響。

（二） 混凝土裂縫的影響

港口工程建筑物處于復(fù)雜和嚴酷的工作環(huán)境中，包括波浪、潮流、冰、潮汐差異、風、船舶碰撞和溫度差異。在長期荷載作用下，結(jié)構(gòu)容易開裂和破裂，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫?；炷两Y(jié)構(gòu)的開裂是混凝土結(jié)構(gòu)性能惡化的宏觀表現(xiàn)。由于破裂，導(dǎo)致性能下降的各種侵蝕性介質(zhì)會加速混凝土結(jié)構(gòu)的擴散和破壞。由此產(chǎn)生的裂縫會導(dǎo)致其他疾病的發(fā)展和發(fā)展，例如腐蝕溶液的侵蝕，凍融破壞的擴大，鋼筋的腐蝕以及混凝土碳化的加劇。港口工程混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性會造成很大的危害，這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能的下降。目前對鋼筋銹蝕與混凝土裂縫寬度關(guān)系的長期試驗研究并不多，混凝土裂縫寬度在工程設(shè)計中需要嚴格控制。這也是調(diào)節(jié)各國混凝土構(gòu)件裂縫寬度時要考慮的主要因素。

（三） 多因素耦合作用的影響

現(xiàn)有的研究結(jié)果表明，氯離子在不同年齡和負荷水平下的擴散滲透深度兩者隨著載荷水平的增加而增加，并且隨著加載時間的增加而增加。荷載作用下混凝土的應(yīng)力狀態(tài)對氯離子的擴散有一定的影響。與處于非應(yīng)力狀態(tài)時相比，壓應(yīng)力降低了混凝土中氯離子的擴散系數(shù)，拉應(yīng)力加速了混凝土中氯離子的擴散。拉應(yīng)力的存在會加速混凝土的碳化，載荷與由凍脹應(yīng)力產(chǎn)生的微裂紋相互作用，導(dǎo)致微裂紋快速膨脹，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)脆性破壞。

（四） 堿骨料反應(yīng)的影響

堿骨料反應(yīng)是混凝土、水泥、外加劑和水中的原料與骨料的混合物發(fā)生的復(fù)雜化學反應(yīng)。所得產(chǎn)品的水膨脹導(dǎo)致混凝土內(nèi)部應(yīng)力，引起膨脹和開裂，導(dǎo)致混凝土的性能損失。一旦發(fā)生堿骨料反應(yīng)，混凝土的所有部分都會出現(xiàn)膨脹應(yīng)力，混凝土本身也會開裂。堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫是膨脹性裂縫，在沒有約束條件下會出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫；在約束鋼筋的情況下，由于受鋼筋約束力的影響，沿著支管存在裂紋，并且當骨料膨脹時，堿骨料反應(yīng)導(dǎo)致整個構(gòu)件伸長，使混凝土構(gòu)件變形，造成破壞。

總之，分析上述因素對結(jié)構(gòu)性退化的影響，是建立合理的結(jié)構(gòu)性能退化模型的基礎(chǔ)，也是研究人員展開研究的基礎(chǔ)。對于新結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)性能退化模型的研究是制定合理的耐久極限狀態(tài)的基礎(chǔ)。另外，結(jié)構(gòu)性能退化模型也是在設(shè)計階段制定合理的維護策略以實現(xiàn)整個生命周期結(jié)構(gòu)的最優(yōu)成本的理論基礎(chǔ)。對于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，通過進行必要的測試，根據(jù)性能退化規(guī)律判斷結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)，以評估結(jié)構(gòu)的實際功能并重新設(shè)計結(jié)構(gòu)。同時我國幅員遼闊，橫跨多個溫度帶，所以導(dǎo)致各地港口工程結(jié)構(gòu)性能的因素也會各有差別，這就需要研究人員對其進行更加深入的研究，早日完成黨和國家對于港口的建設(shè)和養(yǎng)護關(guān)鍵技術(shù)突破的戰(zhàn)略需求，將我國的港口建設(shè)推到一個全新的高度。

參考文獻：

[1]胡昊.港口工程項目設(shè)計風險分析及管理研究[D].天津大學，2016.

[2]劉學勇，楊國平.港口工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能退化的影響因素[J].中國港灣建設(shè)，2015，35（06）：41-45.

作者簡介：

俞胡林，安徽省宣城市，宣城市港航管理局。