缆索承重桥梁的钢索腐蚀机理与使用性能评估

发布时间：2017-03-17 21:07

  本文关键词：缆索承重桥梁的钢索腐蚀机理与使用性能评估，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在缆索承重桥梁中,缆索是重要的承重和传力构件,因为荷载和环境的作用,以及设计和施工过程中出现的一些问题,缆索往往会出现各种不同的病害,严重影响了桥梁的运营安全。因此,人们对锈蚀缆索钢丝的腐蚀规律和性能的研究一直在进行,至今仍是研究的热点。本文依托江苏省交通运输厅的一项重大研究专项——大跨径缆索承重桥梁养护关键技术研究,对缆索锈蚀钢丝的退化规律及性能做了系统分析,同时,重点对缆索系统的技术状况评估进行了研究。主要内容概述如下：(1)讨论了缆索系统经常出现的各类病害并分析了这些病害出现的诱因,基于这些病害和缆索系统的构造,提出了缆索的损伤状态和服役状态的概念。缆索的损伤状态概括了缆索的损伤类型和不同程度；服役状态指影响缆索技术状况的其他一些因素,包括防护构造、服役时间、环境类别、应力水平和车流量等。根据这两个状态可以提出一套系统的缆索评估指标体系。(2)对缆索钢丝的腐蚀机理及其影响因素进行了分析,并研究了锈蚀后钢丝的力学性能,包括钢丝的抗拉强度、伸长率、弹性模量和钢丝的疲劳腐蚀等。明确缆索钢丝的腐蚀机理和锈蚀钢丝的力学性能,为缆索的技术状况评估提供了理论依据。(3)针对缆索的构造特点和两个状态,提出了更为全面的缆索评估指标体系,并研究了缆索各部件的权重确定方法,又提出了缆索的技术状况综合评估方法,最后利用实桥算例对该评估方法进行了验证。该评估方法的提出,完善了当前缆索的评估指标体系,优化了缆索各构部件的权重,使缆索的评估结果与缆索的真实状态更加接近。(4)借鉴国外预防性养护的研究,引入了缆索的预防性养护的概念,并实现了与传统缆索养护的有效结合。又在缆索系统技术状况评定的基础上对其进行预测,从而判定缆索的预防性养护时机,最后针对缆索的各类早期病害提出了相应的缆索预防性养护对策。缆索预防性养护概念的提出,可以及早发现缆索的病害,采取有效措施延缓其继续发展,降低了缆索养护成本。
【关键词】：缆索系统 损伤状态 服役状态 腐蚀 多层次综合评估法 预防性养护
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.73
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 面临的挑战10-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 钢索腐蚀研究现状13-14
• 1.2.2 缆索评估研究现状14-16
• 1.2.3 预防性养护研究现状16-17
• 1.3 当前规范的桥梁检查、评估及养护规定17-19
• 1.4 本文主要研究内容19-20
• 参考文献20-22
• 第二章 缆索的损伤和服役状态22-46
• 2.1 缆索系统的病害22-37
• 2.1.1 斜拉索病害分析22-28
• 2.1.2 主缆病害分析28-33
• 2.1.3 吊索病害分析33-37
• 2.2 缆索的损伤状态37
• 2.3 缆索的服役状态37-44
• 2.3.1 防护构造38-42
• 2.3.2 服役时间42-43
• 2.3.3 环境类别43
• 2.3.4 应力水平43-44
• 2.3.5 车流量44
• 2.4 本章小结44
• 参考文献44-46
• 第三章 钢丝的腐蚀机理和蚀后力学性能46-62
• 3.1 缆索钢丝的腐蚀机理46-54
• 3.1.1 钢丝镀锌层的性能退化46-47
• 3.1.2 钢丝的腐蚀机理及腐蚀类型47-51
• 3.1.3 钢丝锈蚀速率的影响因素51-54
• 3.2 锈蚀钢丝的力学性能54-59
• 3.2.1 抗拉强度54-55
• 3.2.2 伸长率55-56
• 3.2.3 弹性模量56
• 3.2.4 腐蚀疲劳56-59
• 3.3 本章小结59-60
• 参考文献60-62
• 第四章 缆索系统的评估方法和指标研究62-90
• 4.1 缆索系统的检查62-63
• 4.1.1 缆索系统的检查方法62
• 4.1.2 缆索系统的检查制度62-63
• 4.2 层次分析法概述63-67
• 4.3 缆索系统的层次结构划分67-69
• 4.4 缆索评估指标研究69-71
• 4.4.1 指标体系69-71
• 4.4.2 标度及扣分71
• 4.5 损伤层综合扣分研究71-73
• 4.6 子部件层综合评分研究73-74
• 4.6.1 子部件层元素的权重73-74
• 4.6.2 子部件层综合计算74
• 4.7 部件层综合评分研究74-85
• 4.7.1 部件层元素的权重75-84
• 4.7.2 部件层的综合计算84-85
• 4.8 算例85-87
• 4.8.1 斜拉索评估验证85-86
• 4.8.2 主缆评估算例86-87
• 4.8.3 吊索评估算例87
• 4.9 本章小结87-88
• 参考文献88-90
• 第五章 缆索系统的预防性养护框架与养护时机的确定90-104
• 5.1 预防性养护概念90-93
• 5.1.1 预防性养护基本概念90-92
• 5.1.2 缆索的预防性养护92-93
• 5.2 缆索预防性养护框架的提出93-94
• 5.3 缆索预防性养护时机的确定94-100
• 5.3.1 缆索系统初期病害分析94-95
• 5.3.2 缆索系统预防性养护评估95-97
• 5.3.3 缆索预防性养护时机的确定97-100
• 5.4 缆索系统预防性养护措施100-102
• 5.4.1 斜拉索的预养措施100-101
• 5.4.2 主缆的预养措施101
• 5.4.3 吊索的预养措施101-102
• 5.5 本章小结102
• 参考文献102-104
• 第六章 总结与展望104-108
• 6.1 全文主要内容和结论104-105
• 6.2 问题与展望105-108
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果108-110
• 致谢110-111

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本文编号：253458