服役环境下拉索破损安全可靠度评估方法研究
发布时间：2020-12-30 13:22
斜拉桥的服役环境复杂,长期承受交变荷载（营运荷载及风荷载等）并暴露于自然环境中,特别是在重酸雨区、大气严重污染区、水污染严重区、海洋性气候紫外线辐射强区域等腐蚀环境中,极易遭受环境腐蚀。拉索结构长期在出现破损的情况下继续运营,导致索体内钢丝或钢绞线锈蚀、断裂等病害,使其过早的失去使用功能,不得不进行更换。因此对破损后的拉索进行安全可靠度评估尤为重要。本文依托国家自然科学基金项目《交变荷载与侵蚀环境耦合作用下斜拉索腐蚀疲劳损伤机理与寿命预测模型研究》（No.51478071）及重庆市基础与前沿研究计划重点项目《服役环境条件下拉索腐蚀疲劳损伤机理及破损安全可靠度评估方法研究》（No.cstc2015jcyjBX0022）开展服役环境下拉索破损安全可靠度评估方法研究。主要研究工作与结论如下:（1）研究了交变应力与盐雾环境耦合作用下钢丝锈蚀损伤演化机理。开展了两批次4根×5组镀锌钢丝在24小时、120小时、240小时、480小时、840小时盐雾环境与交变荷载耦合作用下的人工加速试验,对腐蚀钢丝进行失重测量,然后进行单向拉伸试验测试强度、伸长量等力学性能参数,结果表明:镀锌高强钢丝的抗拉强度、断...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拉索钢丝锈蚀
图 1-1 拉索钢丝锈蚀 图 1-2 西南某桥拉索锚头锈蚀当今，对平行钢丝拉索使用的保护措施主要包括钢丝镀锌、平行钢丝拉索涂环氧、防锈脂填充、高密度聚乙烯包裹等。虽然以上措施可以延缓拉索结构发生破损的时间；但是在恶劣的服役环境中拉索结构仍会发生破损，导致拉索内钢丝暴露在服役环境中长期承受交变荷载与腐蚀因子的耦合作用引起疲劳腐蚀。近日，缅甸伊洛瓦底省妙密亚(Myaung Mya)悬索桥由于主缆老化断裂发生垮塌，我国广州海印大桥于建成投入运营使用的第七年1995年 5月25日发生了9号索断
重庆交通大学硕士毕业论文淮河桥于 1989 建成，投入服役 15 年后大部分拉索外包 PE 套出现不同程度的老化脱落，导致钢丝基质外露发生疲劳腐蚀，严重降低结构抗力，全桥被迫换索；此外重庆市涪陵区李渡长江大桥、重庆市涪陵长江大桥、山东济南黄河大桥、四川省三台涪江大桥、广东南海西樵大桥、上海新五桥、广西来宾红河水铁路桥、云南三达地怒江大桥、天津永和大桥、陕西三原新龙大桥等多座斜拉桥在运营9～18 年后出现了保护层老化开裂、拉索锈蚀断裂、断丝、拉索松弛等病害（如图 1-3、图 1-4）。纵观国内众多斜拉桥的安全事故，我们可以发现：破损拉索未经修缮加固继续服役使用是造成安全事故的主要原因，破损形式主要为拉索锈蚀、断丝，造成破损的主要原因为保护层如外包 PE 套的破损。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同跨径桥梁车辆荷载分项系数及可靠度[J]. 杨晓艳,贡金鑫,冯云芬. 中国公路学报. 2015(06)
[2]大跨桥梁缆索钢丝腐蚀速率的试验研究[J]. 缪长青,尉廷华,王义春,王蔓. 西南交通大学学报. 2014(03)
[3]斜拉索HDPE防护套的损伤机理及预防对策研究[J]. 刘山洪. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(S1)
[4]斜拉桥斜拉索防腐保护问题分析与建议[J]. 徐超,方海,刘伟庆,庄勇,方园. 世界桥梁. 2012(06)
[5]桥梁拉索HDPE护套日光老化试验[J]. 张春雷,李国平,雷洛. 哈尔滨工业大学学报. 2012(08)
[6]海洋大气环境下粉煤灰混凝土耐久性研究[J]. 元成方,牛荻涛. 硅酸盐通报. 2012(01)
[7]模拟酸雨溶液中温度对桥梁索缆镀锌钢丝腐蚀行为影响[J]. 黎学明,陈大华,陈建文,龙海平,周建庭. 腐蚀科学与防护技术. 2010(01)
[8]破损安全桥梁拉索及其系统研究[J]. 汤国栋,陈宜言,姜瑞娟,廖光明,张方,谢北成. 四川大学学报(工程科学版). 2007(06)
[9]南京长江第三大桥斜拉索的防腐系统研究[J]. 李国芬,陈研,朱华平. 南京林业大学学报(自然科学版). 2006(06)
[10]基于可靠度的桥梁结构剩余使用寿命预测方法[J]. 万臻,李乔,毛学明. 公路交通科技. 2006(09)
博士论文
[1]基于验证荷载和监测数据的桥梁可靠性修正与贝叶斯预测[D]. 樊学平.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于随机过程的桥梁系统可靠性及其模糊综合评价研究[D]. 张立业.吉林大学 2013
[3]结构可靠度计算方法及灵敏度分析研究[D]. 杨杰.大连理工大学 2012
[4]工程结构通用可靠度设计与评定方法[D]. 解耀魁.西安建筑科技大学 2010
[5]既有预应力混凝土桥梁结构可靠度与寿命预测研究[D]. 杜斌.西南交通大学 2010
[6]斜拉桥结构可靠性评估及剩余寿命预测[D]. 万臻.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]腐蚀对桥梁缆索用镀锌钢丝力学性能的影响[D]. 孙文.哈尔滨工业大学 2016
[2]盐雾环境下斜拉索应力腐蚀与腐蚀疲劳试验研究[D]. 李文治.重庆交通大学 2015
[3]损伤拉索剩余寿命预测模型与破损安全评价方法研究[D]. 杨凌飞.重庆交通大学 2015
[4]斜拉桥的缺损状况评估方案及剩余寿命预测方法研究[D]. 龙凯.重庆交通大学 2014
[5]斜拉索腐蚀损伤与安全性能评定方法研究[D]. 钟力.重庆交通大学 2014
[6]交变应力与环境耦合作用下拉索腐蚀疲劳损伤机理研究[D]. 李涛.重庆交通大学 2014
[7]独塔斜拉桥换索施工控制研究[D]. 温敏.浙江大学 2014
[8]p-S-N曲线拟合方法与斜拉索概率寿命预测[D]. 孟迪.东北大学 2011
[9]斜拉桥钢绞线拉索的可靠性分析与寿命预测[D]. 陈齐风.武汉理工大学 2011
[10]桥梁缆索系统腐蚀全寿命理论研究[D]. 胡志鹏.长安大学 2006
本文编号：2947714
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拉索钢丝锈蚀
图 1-1 拉索钢丝锈蚀 图 1-2 西南某桥拉索锚头锈蚀当今，对平行钢丝拉索使用的保护措施主要包括钢丝镀锌、平行钢丝拉索涂环氧、防锈脂填充、高密度聚乙烯包裹等。虽然以上措施可以延缓拉索结构发生破损的时间；但是在恶劣的服役环境中拉索结构仍会发生破损，导致拉索内钢丝暴露在服役环境中长期承受交变荷载与腐蚀因子的耦合作用引起疲劳腐蚀。近日，缅甸伊洛瓦底省妙密亚(Myaung Mya)悬索桥由于主缆老化断裂发生垮塌，我国广州海印大桥于建成投入运营使用的第七年1995年 5月25日发生了9号索断
重庆交通大学硕士毕业论文淮河桥于 1989 建成，投入服役 15 年后大部分拉索外包 PE 套出现不同程度的老化脱落，导致钢丝基质外露发生疲劳腐蚀，严重降低结构抗力，全桥被迫换索；此外重庆市涪陵区李渡长江大桥、重庆市涪陵长江大桥、山东济南黄河大桥、四川省三台涪江大桥、广东南海西樵大桥、上海新五桥、广西来宾红河水铁路桥、云南三达地怒江大桥、天津永和大桥、陕西三原新龙大桥等多座斜拉桥在运营9～18 年后出现了保护层老化开裂、拉索锈蚀断裂、断丝、拉索松弛等病害（如图 1-3、图 1-4）。纵观国内众多斜拉桥的安全事故，我们可以发现：破损拉索未经修缮加固继续服役使用是造成安全事故的主要原因，破损形式主要为拉索锈蚀、断丝，造成破损的主要原因为保护层如外包 PE 套的破损。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同跨径桥梁车辆荷载分项系数及可靠度[J]. 杨晓艳,贡金鑫,冯云芬. 中国公路学报. 2015(06)
[2]大跨桥梁缆索钢丝腐蚀速率的试验研究[J]. 缪长青,尉廷华,王义春,王蔓. 西南交通大学学报. 2014(03)
[3]斜拉索HDPE防护套的损伤机理及预防对策研究[J]. 刘山洪. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(S1)
[4]斜拉桥斜拉索防腐保护问题分析与建议[J]. 徐超,方海,刘伟庆,庄勇,方园. 世界桥梁. 2012(06)
[5]桥梁拉索HDPE护套日光老化试验[J]. 张春雷,李国平,雷洛. 哈尔滨工业大学学报. 2012(08)
[6]海洋大气环境下粉煤灰混凝土耐久性研究[J]. 元成方,牛荻涛. 硅酸盐通报. 2012(01)
[7]模拟酸雨溶液中温度对桥梁索缆镀锌钢丝腐蚀行为影响[J]. 黎学明,陈大华,陈建文,龙海平,周建庭. 腐蚀科学与防护技术. 2010(01)
[8]破损安全桥梁拉索及其系统研究[J]. 汤国栋,陈宜言,姜瑞娟,廖光明,张方,谢北成. 四川大学学报(工程科学版). 2007(06)
[9]南京长江第三大桥斜拉索的防腐系统研究[J]. 李国芬,陈研,朱华平. 南京林业大学学报(自然科学版). 2006(06)
[10]基于可靠度的桥梁结构剩余使用寿命预测方法[J]. 万臻,李乔,毛学明. 公路交通科技. 2006(09)
博士论文
[1]基于验证荷载和监测数据的桥梁可靠性修正与贝叶斯预测[D]. 樊学平.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于随机过程的桥梁系统可靠性及其模糊综合评价研究[D]. 张立业.吉林大学 2013
[3]结构可靠度计算方法及灵敏度分析研究[D]. 杨杰.大连理工大学 2012
[4]工程结构通用可靠度设计与评定方法[D]. 解耀魁.西安建筑科技大学 2010
[5]既有预应力混凝土桥梁结构可靠度与寿命预测研究[D]. 杜斌.西南交通大学 2010
[6]斜拉桥结构可靠性评估及剩余寿命预测[D]. 万臻.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]腐蚀对桥梁缆索用镀锌钢丝力学性能的影响[D]. 孙文.哈尔滨工业大学 2016
[2]盐雾环境下斜拉索应力腐蚀与腐蚀疲劳试验研究[D]. 李文治.重庆交通大学 2015
[3]损伤拉索剩余寿命预测模型与破损安全评价方法研究[D]. 杨凌飞.重庆交通大学 2015
[4]斜拉桥的缺损状况评估方案及剩余寿命预测方法研究[D]. 龙凯.重庆交通大学 2014
[5]斜拉索腐蚀损伤与安全性能评定方法研究[D]. 钟力.重庆交通大学 2014
[6]交变应力与环境耦合作用下拉索腐蚀疲劳损伤机理研究[D]. 李涛.重庆交通大学 2014
[7]独塔斜拉桥换索施工控制研究[D]. 温敏.浙江大学 2014
[8]p-S-N曲线拟合方法与斜拉索概率寿命预测[D]. 孟迪.东北大学 2011
[9]斜拉桥钢绞线拉索的可靠性分析与寿命预测[D]. 陈齐风.武汉理工大学 2011
[10]桥梁缆索系统腐蚀全寿命理论研究[D]. 胡志鹏.长安大学 2006
本文编号：2947714
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