索承式桥梁腐蚀吊索安全性能评估

发布时间：2019-10-09 10:49

【摘要】：腐蚀蚀坑是索承式桥梁吊索力学性能退化的主要原因。基于断裂力学和蚀坑等效,考虑腐蚀蚀坑影响,以吊索在荷载作用下的安全系数小于2.5作为吊索失效判据,建立腐蚀吊索承载力安全性能评估方法,并以袁州大桥钢丝腐蚀速率数据为基础,进行参数敏感性分析和算例计算,研究了各工况下吊索失效时的断丝数量和安全系数小于2.5的时间。结果表明,该方法相比较均匀腐蚀理论模型,考虑了钢丝腐蚀蚀坑对吊索承载力的影响,能够预测钢丝断裂数量和安全系数小于2.5的时间。
【图文】：

特征。通过袁州大桥拆除得到钢丝腐蚀数据可以看出，钢丝化学均匀腐蚀造成的钢丝直径减小只有０．００１～０．０３ｍｍ。由于均匀腐蚀后的钢丝表面较光滑，对钢丝力学性能影响不大，不会引起大的危害，所以化学腐蚀对钢丝影响可以忽略不计。１．２钢丝电化学腐蚀吊索虽然采取一定的防水措施，但是水却不可避免地进入吊索内部。大桥在运营过程中，钢丝表面在拉应力或化学物质作用下，钢丝表面的保护层遭到局部破坏时，使钢丝基体直接暴露在腐蚀环境中，形成局部腐蚀小孔并向深入发展，成为腐蚀疲劳的裂纹源，如图１所示。孔蚀是破坏性和隐患最大的腐蚀形式。图１钢丝孔蚀Ｆｉｇ．１Ｐｉｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅ１．３钢丝磨损腐蚀由于吊索由若干根平行钢丝组合而成，钢丝与钢丝之间相接触。由于风雨和车辆荷载的作用，钢丝与钢丝之间必然存在相对运动，造成钢丝磨损损伤。磨损腐蚀是磨损与腐蚀综合作用下钢丝发生的一种腐蚀。如图２所示。钢丝磨损腐蚀和缝隙腐蚀在外观上的主要区别是：磨损腐蚀区域不连续，呈点状，而缝隙腐蚀区域连续，如图２和３所示。图２钢丝磨损腐蚀Ｆｉｇ．２Ｗｅａｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅ图３钢丝缝隙腐蚀Ｆｉｇ．３Ｃｒｅｖｉｃｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅ１．４钢丝缝隙腐蚀在吊索结构中，由于吊索是由若干根钢丝组成，那么钢丝与钢丝之间形成缝隙，腐蚀介质就会进入并留存在钢丝之间的缝隙内，导致缝隙位置的钢丝基体腐蚀加速。钢丝表面缝隙腐蚀会在较长范围内２９第４期乔燕，等：索承式桥梁腐蚀吊索安全性能评估

程中，钢丝表面在拉应力或化学物质作用下，钢丝表面的保护层遭到局部破坏时，使钢丝基体直接暴露在腐蚀环境中，形成局部腐蚀小孔并向深入发展，成为腐蚀疲劳的裂纹源，如图１所示。孔蚀是破坏性和隐患最大的腐蚀形式。图１钢丝孔蚀Ｆｉｇ．１Ｐｉｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅ１．３钢丝磨损腐蚀由于吊索由若干根平行钢丝组合而成，钢丝与钢丝之间相接触。由于风雨和车辆荷载的作用，钢丝与钢丝之间必然存在相对运动，造成钢丝磨损损伤。磨损腐蚀是磨损与腐蚀综合作用下钢丝发生的一种腐蚀。如图２所示。钢丝磨损腐蚀和缝隙腐蚀在外观上的主要区别是：磨损腐蚀区域不连续，呈点状，而缝隙腐蚀区域连续，如图２和３所示。图２钢丝磨损腐蚀Ｆｉｇ．２Ｗｅａｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅ图３钢丝缝隙腐蚀Ｆｉｇ．３Ｃｒｅｖｉｃｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅ１．４钢丝缝隙腐蚀在吊索结构中，由于吊索是由若干根钢丝组成，那么钢丝与钢丝之间形成缝隙，腐蚀介质就会进入并留存在钢丝之间的缝隙内，导致缝隙位置的钢丝基体腐蚀加速。钢丝表面缝隙腐蚀会在较长范围内２９第４期乔燕，等：索承式桥梁腐蚀吊索安全性能评估
【作者单位】： 宿迁学院建筑工程系;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(51078080) 江苏省自然科学基金(BK2012562) 江苏省高校自然科学研究项目(10KJB58005) 宿迁市交通科学研究基金(KJ2014-1)~~
【分类号】：U447;U443.38

【参考文献】

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