任何国家公路系统的安全和性能取决于其各组分的健康状况。桥梁是高速公路系统的基本组成部分,代表了交通运输的重要投资和战略环节。随着桥梁结构的使用寿命的延长,桥梁材料的耐久性问题也变得越来越严重,耐久性不足经常导致桥梁提前失效。许多因素会影响桥梁的耐久性,例如服役环境,交通量和材料缺陷等。现有桥梁的耐久性往往因为桥梁工作环境的不同而呈现出较大的差异。对桥梁的耐久性和使用寿命的研究已成为学术界普遍关心的重大科技问题,在世界范围内也是一个热门且具有挑战性的研究课题。所以,合理地评估桥梁的耐久性至关重要。在本文的研究中,作者评估了氯离子在桥梁服役期内对组合梁桥的腐蚀效果。本文在MATLAB中基于二维元胞自动机原理模拟氯离子在混凝土桥面板中的扩散过程、钢筋腐蚀以及混凝土桥面板开裂。并对钢梁的腐蚀及导致腐蚀的原因进行了模拟和分析。然后,使用三维元胞自动机方法计算了氯离子引起的桥梁中耐候钢的腐蚀,并通过有限元分析软件模拟受到腐蚀的截面上的应力和位移。通过对组合梁桥截面性能的模拟,完成了对组合梁桥截面在氯离子腐蚀作用下性能变化的预测。二维元胞自动机模拟结果表明,在氯离子的侵蚀作用下,混凝土桥面板中钢筋的腐蚀发生在服役70年后,并在腐蚀开始之后的9.8年桥面板开裂。另外,服役100年时的钢筋腐蚀率为11.81%,因此造成了6%的强度损失;混凝土的抗拉和抗压强度以每十年2.5%～3%的速度下降。三维元胞自动机模拟结果显示在氯离子腐蚀作用下钢梁腐蚀率在服役第100年时达到了10.64%,同时钢梁厚度减少了1.8mm,钢梁强度减少了5.5%。最后,有限元分析的结果证实了钢梁和桥面板的应力随着服役时间的延长而显著增长,但始终在设计允许范围内。分析结果表明该组合梁桥可以安全正常地服役100年。