基于概率分析的銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)壽命預測

戴永琪，劉曉青

(河海大學 水利水電學院，江蘇 南京 210098)

1 研究背景

鋼筋混凝土材料在水工結(jié)構(gòu)、道路橋梁及房屋建筑中使用廣泛，但是環(huán)境碳化或中性化會引起混凝土堿度降低，造成鋼筋脫鈍，進而發(fā)生銹蝕[1]，該因素是導致混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要原因[2-4]。由于混凝土材料劣化和鋼筋銹蝕，大量既有混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生耐久性損傷，不能滿足結(jié)構(gòu)的正常使用和安全運行，其剩余使用壽命也會受到影響[5]。因此，在考慮鋼筋銹蝕的前提條件下，合理預測既有混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命和剩余年限，科學評估其耐久性能和使用性能，能為結(jié)構(gòu)的維修和加固提供決策依據(jù)，對減少工程的經(jīng)濟損失、保證結(jié)構(gòu)的安全運行具有重要意義[6]。

經(jīng)過多年研究，國內(nèi)外學者在銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)壽命預測方面取得了豐富的成果。盧木[7]采用專家打分和指標水平的熵值確定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評價指標的權重，然后基于灰色關聯(lián)度對結(jié)構(gòu)耐久性進行多層次評定，通過各構(gòu)件及整體結(jié)構(gòu)的惡化程度和惡化速度評定值得到結(jié)構(gòu)的自然物理剩余壽命。李清富等[8]以結(jié)構(gòu)損傷系數(shù)的時間序列為基礎，采用一次累加生成后的序列去推測系統(tǒng)的發(fā)展變化規(guī)律，應用改進的灰色模型來預測結(jié)構(gòu)剩余壽命，該方法是一種動態(tài)預測，具有較強的自適應能力。孫彬等[9]基于鋼筋銹蝕過程的確定性預測模型，采用區(qū)間數(shù)描述結(jié)構(gòu)參數(shù)及環(huán)境參數(shù)，提出結(jié)構(gòu)銹蝕損傷和使用壽命的區(qū)間預測方法，預測結(jié)果以區(qū)間形式給出。Ahmad[10]使用各種電化學技術對腐蝕的原因和程度進行評估，借助經(jīng)驗模型和實驗方法來預測銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命。Maaddawy等[11]建立了銹蝕產(chǎn)物膨脹引起的鋼筋質(zhì)量損失與內(nèi)部徑向壓力之間的關系，然后利用法拉第定律預測從鋼筋開始銹蝕到混凝土保護層銹脹開裂的時間，該預測模型考慮了銹蝕產(chǎn)物在開始對鋼筋周圍的混凝土施加膨脹壓力之前填充這兩種材料之間多孔區(qū)域所需的時間，并通過與實驗數(shù)據(jù)的比較驗證了模型的準確性。Akiyama等[12]通過聯(lián)合概率密度函數(shù)來同時更新與銹脹裂縫寬度相關的多個隨機變量，利用蒙特卡羅模擬法計算海洋環(huán)境中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的失效概率，提出一種考慮空氣中氯化物危害的時變結(jié)構(gòu)可靠性分析方法。除此之外，還有學者利用混凝土斷裂損傷理論[13-14]、疲勞性能試驗[15-16]和耐久性劣化模型[17-20]等方法對銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行壽命預測。但以往的研究成果在不同壽命評估準則對混凝土結(jié)構(gòu)壽命預測的影響以及結(jié)構(gòu)抗力衰減影響因素的退化規(guī)律方面考慮得不夠全面，且計算過程較為復雜，在實際工程中難以直接應用。

本文針對上述問題，首先結(jié)合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際工作情況，選取合適的壽命評估準則，然后確定相應的結(jié)構(gòu)功能函數(shù)，通過抗力和荷載效應的統(tǒng)計特征求得結(jié)構(gòu)的時變可靠指標，再根據(jù)目標可靠指標預測既有結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命，最后將所提出的方法應用于拱壩孔口和水電站廠房吊車梁的壽命預測中，并與區(qū)間分析法預測的結(jié)果進行比較以驗證該方法的可行性與合理性。

2 混凝土結(jié)構(gòu)壽命評估準則

混凝土結(jié)構(gòu)壽命評估準則是結(jié)構(gòu)使用壽命或耐久年限終結(jié)的標志，亦可稱為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效準則[21]。因此，在開始對混凝土結(jié)構(gòu)進行壽命預測之前，還需要先行明確結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用要求及其預定功能，從而確定該結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性極限狀態(tài)的具體內(nèi)容，這是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評估和壽命預測的重要基礎。

從實際工程中混凝土結(jié)構(gòu)的外觀缺陷或表面損傷檢測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，由于混凝土材料本身不均勻性較強且抗拉強度較低，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本都是帶裂縫工作的，而隨著外部荷載和環(huán)境等因素的持續(xù)作用，鋼筋銹蝕程度增大，裂縫不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)的承載力也逐漸下降，進而影響到結(jié)構(gòu)的耐久性。目前，混凝土結(jié)構(gòu)壽命評估準則在考慮上述工程實際和相關規(guī)范要求的情況下，主要包括裂縫寬度壽命準則和承載力壽命準則這兩種。其中，裂縫寬度壽命準則認為當混凝土銹脹裂縫寬度達到規(guī)定的限值時，結(jié)構(gòu)的使用壽命就會終止；承載力壽命準則是以混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力降低至規(guī)定的限值作為耐久性失效的極限狀態(tài)。根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)劣化過程，不同壽命評估準則的特征時間以及相互之間的關系如圖1所示。

圖1 混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命不同評估準則的特征時間及其相互關系

3 基于概率分析的銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命預測方法

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫寬度壽命分析

對運行中要求限制裂縫寬度的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大裂縫寬度限值作為結(jié)構(gòu)抗力，結(jié)構(gòu)服役過程中產(chǎn)生的裂縫寬度作為荷載效應，則結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)Zc(t)可以表示為：

Zc(t)=wlim-w(t)

(1)

式中：t為結(jié)構(gòu)服役時間，a；wlim為最大裂縫寬度限值，mm；w(t)為t時刻產(chǎn)生的裂縫寬度，mm。

在公式(1)中，最大裂縫寬度限值應根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境條件類別來確定，并結(jié)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的荷載作用、混凝土保護層厚度以及表面防護措施等具體情況進行適當調(diào)整。對于結(jié)構(gòu)在服役過程中產(chǎn)生的裂縫寬度，《既有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定標準》(GB/T 51355—2019)[22]在收集國內(nèi)外混凝土構(gòu)件銹脹試驗以及實際工程調(diào)查結(jié)果并進行統(tǒng)計分析的基礎上，給出了混凝土銹脹裂縫寬度與鋼筋銹蝕深度關系的計算建議公式。其中，對配有角部變形鋼筋的構(gòu)件，可按公式(2)計算其混凝土銹脹裂縫寬度。

(2)

式中：w為混凝土銹脹裂縫寬度，mm；δw為脹裂寬度達到w時的鋼筋銹蝕深度，mm；c為混凝土保護層厚度，mm；d為鋼筋直徑，mm；fcu,e為混凝土抗壓強度推定值，MPa。

因為混凝土保護層銹脹開裂以后鋼筋的銹蝕速度相較于開裂前會有所增大，所以構(gòu)件表面裂縫寬度達到w時的內(nèi)部鋼筋銹蝕深度δw應包括開裂時的臨界值和開裂以后的增加值這兩部分，可分別按下述方法確定。

牛荻濤[23]通過電化學快速銹蝕試驗研究了臨界狀態(tài)下的鋼筋銹蝕深度與主要影響參數(shù)之間的關系，在將試驗數(shù)據(jù)進行回歸分析的基礎上得到保護層脹裂時變形鋼筋銹蝕深度的經(jīng)驗公式為：

δcr=kcrs(0.008c/d+0.00055fcu+0.022)

(3)

式中：δcr為混凝土保護層銹脹開裂時的鋼筋銹蝕深度，mm；kcrs為鋼筋位置修正系數(shù)；fcu為混凝土立方體抗壓強度，MPa。

混凝土保護層銹脹開裂以后增加的鋼筋銹蝕深度則需要通過開裂后的鋼筋平均銹蝕速率和銹蝕時間得到，可以表示為：

δd=λ1(t-tcr)

(4)

式中：δd為混凝土保護層銹脹開裂以后增加的鋼筋銹蝕深度，mm；λ1為混凝土保護層銹脹開裂后年平均鋼筋銹蝕速率，mm/a；t為構(gòu)件服役時間或結(jié)構(gòu)建成到檢測的時間，a；tcr為混凝土保護層銹脹開裂時間，a。

通過工程數(shù)據(jù)的驗證[22]，混凝土保護層銹脹開裂后年平均鋼筋銹蝕速率可表示為：

λ1=(4.5-340λ0)λ0

(5)

λ0=7.53Kcl·m·(0.75+0.0125T)·

(RH-0.45)2/3·c-0.675·fcu,e-1.8

(6)

式中：λ0為混凝土保護層銹脹開裂前年平均鋼筋銹蝕速率，mm/a，當λ1小于1.8λ0時，λ1取1.8λ0；Kcl為鋼筋位置影響系數(shù)，鋼筋位于角部時取1.6，鋼筋位于非角部時取1.0；m為局部環(huán)境系數(shù)；T為年平均溫度，℃；RH為年平均相對濕度，RH>0.80時，取0.80。

最后，基于上述變量的概率分布和統(tǒng)計特征計算各個變量對應的統(tǒng)計參數(shù)，并代入公式(1)求得結(jié)構(gòu)隨服役時間變化的動態(tài)可靠指標，再根據(jù)結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)下規(guī)定的目標可靠指標與動態(tài)可靠指標時變曲線的關系，即可預測混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫寬度壽命和剩余裂縫寬度壽命。

3.2 混凝土結(jié)構(gòu)承載力壽命分析

對于將承載力降低至限值作為壽命終止標準的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其抗力是隨時間不斷降低的，因此用R(t)表示結(jié)構(gòu)抗力隨機過程，SG表示永久荷載效應隨機變量，SQ(t)表示可變荷載效應隨機過程，則結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)Zg(t)可以表示為：

Zg(t)=R(t)-SG-SQ(t)

(7)

于是，結(jié)構(gòu)可靠度可以偏安全地表示為：

ps=P{min[R(t)-SG-SQ(t)]>0}

=P{Rmin-SG-SQ max>0}

(8)

式中：Rmin為結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)最小抗力隨機變量；SQ max為結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)最大可變荷載效應隨機變量。

與混凝土結(jié)構(gòu)裂縫寬度壽命分析不同的是，承載力壽命分析中結(jié)構(gòu)抗力隨時間的變化是一個復雜的隨機過程，在不同的工作環(huán)境和使用條件下，結(jié)構(gòu)的抗力衰減規(guī)律也有所不同。

由于混凝土碳化和鋼筋銹蝕，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用過程中出現(xiàn)材料性能和幾何參數(shù)隨時間劣化的現(xiàn)象。其中，材料性能劣化具體表現(xiàn)為混凝土抗壓強度和鋼筋屈服強度的降低以及兩種材料之間粘結(jié)力的破壞，幾何參數(shù)劣化具體表現(xiàn)為鋼筋銹蝕深度不斷增大所導致的鋼筋截面面積逐漸減小。因此，抗力衰減模型可以表示為：

RP(t)=R[fi(t),ai(t),kb(t)]

(9)

式中：RP(t)為結(jié)構(gòu)的計算抗力；fi(t)、ai(t)分別為第i種材料的材料性能和幾何參數(shù)；kb(t)為考慮粘結(jié)性能退化的鋼筋與混凝土協(xié)同工作系數(shù)。

又因為上述抗力衰減模型中采用的部分基本假定和計算公式可能存在近似性，所以既有結(jié)構(gòu)的實際抗力可以表示為：

R(t)=KPRP(t)

(10)

式中：R(t)為結(jié)構(gòu)抗力隨機過程；KP為計算模式不確定性系數(shù)隨機變量。

根據(jù)結(jié)構(gòu)抗力隨機過程表達式和數(shù)理統(tǒng)計原理，得到結(jié)構(gòu)抗力的平均值μR(t)和標準差σR(t)分別為：

μR(t)=μKP·μRP(t)

(11)

σR(t)=μR(t)·δR(t)

(12)

式中：δR(t)為結(jié)構(gòu)抗力變異系數(shù)；μKP、δKP分別為計算模式不確定性系數(shù)的平均值和變異系數(shù)；μRP(t)、δRP(t)分別為計算抗力的平均值和變異系數(shù)，可以表示為：

μRP(t)=R[μfi(t),μai(t),μkb(t)]

(13)

(14)

式中：μfi(t)為第i種材料的材料性能平均值；μai(t)為第i種材料的幾何參數(shù)平均值；μkb(t)為鋼筋與混凝土協(xié)同工作系數(shù)的平均值；σRP(t)為計算抗力的標準差；μXi、σXi分別為計算抗力中隨機變量的平均值和標準差。

由公式(11)～(14)可知，抗力的統(tǒng)計參數(shù)可以用結(jié)構(gòu)材料性能和幾何參數(shù)的統(tǒng)計特征表示，即需要確定各種抗力衰減影響因素的退化規(guī)律和統(tǒng)計參數(shù)，其確定方法分述如下。

(1)混凝土抗壓強度的退化規(guī)律與統(tǒng)計參數(shù)。牛荻濤等[24]基于混凝土試件暴露在一般大氣環(huán)境下的試驗數(shù)據(jù)以及不同年代建筑物混凝土強度的現(xiàn)場檢測結(jié)果，利用統(tǒng)計回歸方法得到混凝土強度的經(jīng)時變化數(shù)學模型為：

μfcu(t)=μfcu 0[1.4529e-0.0246(ln t-1.7154)2]

(15)

σfcu(t)=σfcu 0(0.0305t+1.2368)

(16)

式中：μfcu(t)、σfcu(t)分別為服役t年后混凝土立方體抗壓強度的平均值和標準差；μfcu 0、σfcu 0分別為混凝土28 d齡期抗壓強度的平均值和標準差。

(2)銹蝕鋼筋屈服強度的退化規(guī)律與統(tǒng)計參數(shù)。吳慶等[25]對大量銹蝕鋼筋的力學性能試驗結(jié)果進行參數(shù)估計和曲線擬合，建立鋼筋屈服強度隨銹蝕率增大而降低的關系模型為：

fyc=fy 0(1-1.077ηs)

(17)

式中：fyc為銹蝕鋼筋的屈服強度，MPa；fy 0為未銹蝕鋼筋的屈服強度，MPa；ηs為鋼筋銹蝕截面損失率。

根據(jù)鋼筋屈服強度與銹蝕率之間的定量關系模型和數(shù)理統(tǒng)計原理，得到銹蝕鋼筋屈服強度的平均值和標準差隨服役時間的變化函數(shù)分別為：

μfyc(t)=μfy 0[1-1.077μηs(t)]

(18)

σfyc(t)=

(19)

式中：μfy0、σfy0分別為未銹蝕鋼筋屈服強度的平均值和標準差；μηs(t)、σηs(t)分別為服役t年后鋼筋銹蝕率的平均值和標準差，可通過公式(20)～(22)求得。

按照鋼筋銹蝕截面損失率的定義可知鋼筋銹蝕深度與銹蝕率之間的關系為：

(20)

一般大氣環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)銹蝕深度服從正態(tài)分布，隨著腐蝕程度的增大，鋼筋銹蝕深度的平均值和標準差均逐漸增大[26]，其時變模型分別為：

μδ(t)=μδ(t0)·e0.0004(t-t0)2

(21)

σδ(t)=σδ(t0)·[1+0.025(t-t0)]

(22)

式中：t0為在役結(jié)構(gòu)自建成至進行耐久性現(xiàn)狀檢測的時間，a；μδ(t)、σδ(t)分別為服役t年后鋼筋銹蝕深度的平均值和標準差；μδ(t0)、σδ(t0)分別為服役t0年后實測的鋼筋銹蝕深度的平均值和標準差。

(3)銹蝕鋼筋混凝土粘結(jié)性能的退化規(guī)律。銹蝕引起的鋼筋與混凝土之間粘結(jié)強度降低，是影響鋼筋與混凝土共同工作能力的重要因素，也是造成銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力下降的主要原因，故而在計算結(jié)構(gòu)承載力時需要乘以協(xié)同工作系數(shù)，以體現(xiàn)粘結(jié)性能退化對結(jié)構(gòu)承載能力的影響，該系數(shù)可以表示為[27]：

(23)

式中：kb為鋼筋與混凝土的協(xié)同工作系數(shù)；ηs為鋼筋銹蝕截面損失率。

由于實際工程問題中大多數(shù)基本隨機變量不服從正態(tài)分布，求得結(jié)構(gòu)功能函數(shù)中抗力和荷載效應的統(tǒng)計參數(shù)后，宜采用一次二階矩方法計算銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件在服役過程中的動態(tài)可靠性指標。為了預測既有結(jié)構(gòu)的使用壽命，除了分析其時變可靠度之外，還需要確定目標可靠指標，將既有結(jié)構(gòu)隨時間變化的可靠指標與該目標可靠指標進行比較，即可得到結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命。結(jié)合《工程結(jié)構(gòu)可靠性設計統(tǒng)一標準》(GB 50153—2008)和《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設計統(tǒng)一標準》(GB 50068—2018)的相關規(guī)定可知，結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的目標可靠指標應根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的特點和工程經(jīng)驗確定，一般取為1.0～2.0；結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的目標可靠指標應根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全等級和破壞類型確定，一般取為2.7～4.2。

4 算例分析

4.1 基于裂縫寬度壽命準則的結(jié)構(gòu)使用壽命計算

某混凝土雙曲拱壩溢流中孔，進出口高程均為2 029.00 m，進口尺寸為5.5 m×8.0 m(寬×高)，出口尺寸為5.5 m×7.0 m(寬×高)?？卓诓课徊捎肅30混凝土，保護層厚度為10 cm，結(jié)構(gòu)鋼筋采用HRB400熱軋帶肋鋼筋，直徑為32 mm?？卓谶M行耐久性現(xiàn)狀檢測時已使用了15 a，檢測結(jié)果顯示角部變形鋼筋已經(jīng)銹蝕且銹蝕深度為0.012 mm，但混凝土保護層未銹脹開裂。經(jīng)實際檢測和統(tǒng)計分析，孔口各隨機變量的統(tǒng)計參數(shù)見表1。該地區(qū)的年平均溫度為15.5 ℃，年平均相對濕度為74%。

表1 算例溢流孔口各隨機變量的統(tǒng)計參數(shù)

根據(jù)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(DL/T 5057—2009)，該孔口所處的環(huán)境條件屬于二類環(huán)境，對應的最大裂縫寬度限值為0.30 mm，采用裂縫寬度壽命準則對拱壩孔口進行壽命評估。根據(jù)劣化模型法的計算結(jié)果，求得該孔口自建成至混凝土保護層脹裂所需的時間tcr=(T0-Ts0)+Tcr=50.17 a。

用中心點法計算溢流孔口的動態(tài)可靠指標β1(t)，計算公式如下：

=[wlim-μw(t)]/σw(t)

(24)

通過計算得到可靠指標的時變曲線如圖2所示。

由圖2可以看出，孔口的動態(tài)可靠指標隨服役時間的增加而減小，當目標可靠指標取1.0時，孔口的裂縫寬度壽命為53 a，由于孔口進行耐久性現(xiàn)狀檢測時已使用15 a，故孔口的剩余裂縫寬度壽命為38 a。利用文獻[9]所述的區(qū)間分析方法預測該孔口的剩余使用壽命為33～43 a，本文概率分析法的預測結(jié)果在該區(qū)間內(nèi)。

圖2 算例溢流孔口的動態(tài)可靠指標隨時間變化曲線

4.2 基于承載力壽命準則的結(jié)構(gòu)使用壽命計算

某水電站廠房吊車梁，結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅱ級，采用鋼筋混凝土預制構(gòu)件，為以立柱牛腿為支座的單跨簡支梁，跨度為5.7 m，截面型式為T形，吊車梁采用C30混凝土及HRB400鋼筋，截面與配筋圖如圖3所示。吊車梁上安裝有一臺單小車橋式起重機，大車每側(cè)有2個車輪，輪距為2.8 m，最大輪壓為256 kN。該吊車梁進行耐久性現(xiàn)狀檢測時已使用20 a，檢測結(jié)果顯示鋼筋已經(jīng)銹蝕且銹蝕深度為0.076 mm，但混凝土保護層未銹脹開裂。經(jīng)實際檢測和統(tǒng)計分析，吊車梁各隨機變量的統(tǒng)計參數(shù)見表2。

圖3 算例吊車梁截面與配筋圖(單位：mm)

表2 算例吊車梁各隨機變量的統(tǒng)計參數(shù)

采用承載力壽命準則對廠房吊車梁進行壽命評估，抗力平均值和標準差的計算結(jié)果分別如圖4和5所示；永久荷載效應的平均值和標準差分別為40.66 kN·m和1.75 kN·m；可變荷載效應平均值的計算結(jié)果如圖6所示，其標準差為41.46 kN·m。

圖4 抗力平均值隨時間變化曲線 圖5 抗力標準差隨時間變化曲線

圖6 可變荷載效應平均值隨時間變化曲線 圖7 可靠指標隨時間變化曲線

用驗算點法計算吊車梁的動態(tài)可靠指標β2(t)，計算公式如下：

(25)

通過計算得到可靠指標的時變曲線如圖7所示。

由圖7可以看出，吊車梁的動態(tài)可靠指標隨服役時間的增加而減小，當目標可靠指標取3.7時，吊車梁的承載力壽命為57 a，由于吊車梁進行耐久性現(xiàn)狀檢測時已使用20 a，故吊車梁的剩余承載力壽命為37 a。利用文獻[9]所述的區(qū)間分析方法預測該吊車梁的剩余使用壽命為35～42 a，本文概率分析法的預測結(jié)果在該區(qū)間內(nèi)。

5 結(jié) 論

本文對銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命預測方法進行研究，主要結(jié)論如下：

(1)基于鋼筋銹蝕劣化模型的混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命預測方法屬于確定性方法，其壽命預測結(jié)果只是均值意義上的使用壽命，而影響既有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的許多因素都是隨機的，因此采用概率分析法進行結(jié)構(gòu)的壽命預測是較為合理的。

(2)算例分析表明，結(jié)構(gòu)的動態(tài)可靠指標隨著服役時間的增加呈下降趨勢，概率分析法的壽命預測結(jié)果在合理的預測區(qū)間內(nèi)。基于概率分析可靠度理論的銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命預測方法可以結(jié)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形式特點和使用要求，考慮不同壽命評估準則對結(jié)構(gòu)壽命預測的影響以及結(jié)構(gòu)抗力衰減影響因素的退化規(guī)律，通過抗力和荷載效應的統(tǒng)計特征求得結(jié)構(gòu)的時變可靠指標從而預測既有結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命，該方法分析過程簡單易行，預測結(jié)果合理可靠，適用于在役鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命預測。

(3)本文提出的壽命預測方法是針對混凝土碳化引起鋼筋銹蝕的一般環(huán)境情況進行研究的，對于凍融環(huán)境、氯化物環(huán)境以及化學腐蝕環(huán)境等特殊情況，鋼筋銹蝕機理和混凝土劣化規(guī)律都有所不同，因此不同環(huán)境類別下結(jié)構(gòu)抗力衰減模型的建立是今后需要進一步開展的研究工作。