腐蚀环境下悬索桥主缆钢丝损伤劣化研究

发布时间：2023-05-28 07:12

　　悬索桥因可以跨越海峡等复杂地形成为目前大跨桥梁建设的首选,而主缆是悬索桥的主要承重构件,一旦发生断裂不可更换,严重影响桥梁运营安全,故为了研究悬索桥主缆在腐蚀环境下的损伤劣化变化规律,以南京四桥为工程背景,主缆用高强镀锌钢丝与基体钢丝为试验材料进行电化学试验和静力拉伸试验,利用MIDAS CIVIL数值软件进行全桥模拟,对主缆在腐蚀环境下的损伤劣化规律及可靠度变化进行研究,得出了主缆在不同腐蚀条件下损伤劣化变化规律,在此基础上提出可靠度指标确定方法。取得主要创新研究结果为:(1)电化学试验研究:(1)腐蚀单因素:主缆材料中基体钢丝腐蚀速率是镀锌钢丝腐蚀速率的1.91倍;NaCl浓度对钢丝腐蚀速率的影响存在一个临界值为3.5%。(2)腐蚀多因素:温度和NaCl浓度对钢丝腐蚀速率的影响比pH值大,但在低温、低NaCl浓度的溶液中pH值作用显著,且pH值与NaCl浓度之间存在交互作用;(2)静力拉伸试验研究:钢丝最大蚀坑三维尺寸参数与平均腐蚀深度的比值在0.05显著性水平下接受对数正态分布;提出镀锌钢丝和基体钢丝延伸率、弹性模量、极限强度、屈服强度与平均腐蚀深度之间关系式;(3)数值模拟研究...

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【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
2 悬索桥主缆病害及腐蚀分析
    2.1 悬索桥主缆
    2.2 主缆病害分析
    2.3 主缆腐蚀机理
    2.4 主缆腐蚀类型
    2.5 主缆腐蚀影响因素
3 主缆用镀锌钢丝及基体钢丝电化学试验研究
    3.1 实验方案
    3.2 pH值对镀锌钢丝和基体钢丝腐蚀速率的影响
    3.3 NaCl浓度对镀锌钢丝和基体钢丝腐蚀速率的影响
    3.4 镀锌钢丝及基体钢丝腐蚀外观过程
    3.5 主缆钢丝腐蚀介质耦合作用研究
    3.6 本章小结
4 主缆钢丝腐蚀形态参数退化规律
    4.1 量化钢丝腐蚀程度
    4.2 最大蚀坑三维尺寸分布特征
    4.3 钢丝三维尺寸参数与平均腐蚀深度比值分布特征
    4.4 锈蚀钢丝静力拉伸试验
    4.5 本章小结
5 腐蚀环境下主缆力学性能数值模拟
    5.1 工程背景
    5.2 主缆参数时变模型
    5.3 有限元建立
    5.4 确定初始平衡状态
    5.5 主缆有限元分析
    5.6 估计主缆疲劳性能参数
    5.7 主缆疲劳可靠度指标确定方法
    5.8 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3824189