锈蚀对高强钢丝力学性能影响的研究

发布时间：2017-12-16 14:24

  本文关键词：锈蚀对高强钢丝力学性能影响的研究

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【摘要】：钢筋锈蚀是建筑结构中存在的普遍现象,它不仅会影响结构的耐久性,同时也会大大降低结构的承载力和稳定性。我国对钢筋锈蚀后的材料特性及其力学性能的研究做了大量的工作,取得了一些具有实际应用意义的科研成果。在大跨径桥梁快速发展的今天,作为斜拉桥或悬索桥中主要受力构件的高强钢丝也得到了越来越广泛的应用,对其综合性能提出了更高的要求。然而,包裹在PE护套中的高强钢丝,也面临着被锈蚀的风险,一旦锈蚀过于严重,钢丝索抵抗不了外部荷载的作用,就可能会导致毁灭性的破坏。因此,基于普通钢筋锈蚀的研究方法和成果,研究高强钢丝的锈蚀方法及其锈蚀后的力学性能的变化,不仅是对结构构件锈蚀基础性研究的拓展,也将会为结构的耐久性评估提供更全面的理论依据。本文采用了两种加速高强钢丝锈蚀的试验方法:一种是无应力状态下的通电锈蚀;另一种是施加预应力的模拟自然环境锈蚀。按照以上两种方法分别对高强钢丝进行锈蚀,其中通电锈蚀是通过控制试件锈蚀时间而得到不同锈蚀率的试件;模拟自然环境锈蚀则是通过控制施加预应力而得到不同的锈蚀率试件。将不同锈蚀率的高强钢丝进行拉伸试验,进而研究高强钢丝锈蚀后,其材料特性及力学性能的变化规律。通过试验得出锈蚀后高强钢丝的力—变形关系曲线以及破坏形态,将其与试件试验结果进行对比,最终得出锈蚀对高强钢丝力学性能的影响规律。具体的研究内容如下:第一章:通过对普通钢筋的锈蚀情况的介绍,引出高强钢丝锈蚀对结构的破坏性危害。重点阐述了高强钢丝在桥梁中的应用现状及其锈蚀类型和影响因素,并对桥梁中高强钢丝的锈蚀案例进行分析。第二章:基于普通钢筋在混凝土中的锈蚀原理,提出了高强钢丝的锈蚀试验方案,对试验的设计和试件的制作进行了详细说明,最后介绍了试件锈蚀后的处理方法。第三章:通过对比已有的高强钢丝的锈蚀率测试方法,提出了新的锈蚀率测试方法—分段锈蚀率测试法,设计制作了截面面积测试仪器。利用平均锈蚀率测试法和分段锈蚀率测试法对锈蚀后的高强钢丝进行测试,得到锈蚀率沿轴线的分布。并对新提出的测试方法的具体操作步骤、测试原理、测试仪器做出了详细说明。第四章:对锈蚀后的高强钢丝进行拉伸试验,得到其应力—应变关系曲线,分析不同锈蚀率高强钢丝弹性模量的变化情况,影响弹性模量变化的主要因素以及断面的破坏特征。第五章:对部分试验试件及工程中可能出现的锈蚀情况用ANSYS软件建模分析,探讨不同锈蚀形态对钢丝力学性能的影响。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;TG142.15

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本文编号：1296373