本项目属土木建筑工程领域。 钢筋混凝土结构大量应用于桥梁、地铁隧道、高速公路等工程。如果服役环境恶劣，如海洋和近海地区、冻土和潮湿地区、地下、盐湖和盐碱地等，结构在服役期间可能经受腐蚀、冻融、碳化、干湿循环、碱骨料反应等劣化作用。这些严酷环境与复杂荷载共同作用导致结构耐久性失效和安全性不足，重大工程事故时有发生。本项目针对严酷环境下混凝土结构的耐久性监测和评估，提出了系列关键技术，取得一批授权发明专利，建立了其安全性和耐久性评估新方法，并在工程中成功应用。主要创新成果： 1.混凝土结构在严酷环境下的耐久性统一监测技术。针对影响耐久性的环境与荷载因素，提出钢筋与混凝土界面多重环境作用与荷载作用统一理论，构建了统一监测方法，研制了预埋式钢筋锈蚀率监测仪、用于混凝土构件的钢筋防锈方法、预埋式混凝土碳化深度检测装置等并获4项授权发明专利，应用于桥梁耐久性自动监测和隧道等地下工程和人防设备的防锈处理，相比传统人工检测降低成本39%-50%。 2.传感器优化布置和无间断健康监测成套技术。桥梁、隧道等大尺度混凝土结构的监测存在测不准、不唯一和不稳定的不适定性问题。针对这一问题，本项目基于结构响应监测，利用有限元分析获得结构位移、应力和加速度峰值点作为结构安全的危险点，以这些危险点和结构上的特征位置为监测的关键部位。将传感器主要布置在关键部位，由此实现传感器布置的优化并解决了不适定问题，降低监测成本14%-20%；发明了可更换埋入式传感器等6项专利，实现了代际监测数据连续无缝衔接。 3.混凝土构件耐久性评估新方法。提出的耐久性评估方法综合考虑了设计及构造、材料、施工工艺、环境等因素对结构耐久性的影响，通过计算构件设计年限、设计方案、施工工艺、维修成本等耐久性指数和氯离子浓度、温度、湿度等环境指数，确定耐久性评估分值，运用该方法研发的耐久性计算软件，成功解决了结构耐久性评估影响因素众多、定量处理困难的技术瓶颈，实现定量评估多因素影响下混凝土构件耐久性能并给出相应的维护和维修决策，延长混凝土结构使用寿命。 4.长大混凝土结构在严酷环境下的安全性评估新方法和构件动态评级新技术。提出了基于可靠度理论和变权层次分析法的结构安全性评估新方法，改进了可靠度指标算式，根据变权层次分析法实现了动态调整各因素权重；将两者结合提高了结构安全性评估实时性和准确性。创建了结构构件重要性、危险性、易损性判别标准和动态评级新技术，解决了结构构件巡检养护优先次序难题，提高养护效率25%-36%。 本项目形成了系列配套关键共性技术和新方法，取得专利24项（授权发明专利11项，实用新型6项，申请国际专利1项）、发表SCI/EI论文34篇，SCI他引共90次，单篇他引最高60次，成功应用于上海闵浦大桥、青岛海湾大桥、上海地铁2号线、4号线等10条地铁线、上海军工路隧道、迎宾路隧道、无锡世界贸易中心等重大工程，实现新增利润5394万，新增产值8635万。