锈蚀高强度钢丝的力学性能与评级方法

发布时间：2021-09-06 07:11

　　为了建立高强度钢丝的锈蚀分级标准,以4座服役10a以上的拱桥吊杆高强度钢丝样本为对象,在进行原状钢丝拉伸和疲劳试验研究的基础上,用刻痕方法模拟钢丝的表面蚀坑,通过有限元分析以及拉伸试验研究蚀坑形貌对钢丝力学性能的影响,建立蚀坑参数与钢丝极限应变的定量关系,提出考虑蚀坑形状的锈蚀钢丝评价标准。结果表明,锈蚀对钢丝弹性模量和极限强度的影响不敏感,但蚀坑引起钢丝的延性下降;锈蚀钢丝的延性下降程度与蚀坑部位的应力集中状况有关,用蚀坑形状参数可以较精确地评价钢丝受锈蚀影响的程度。 

【文章来源】：浙江大学学报(工学版). 2014,48(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图１钢丝样品Ｆｉｇ．１Ｓａｍｐｌｅｓｏｆｓｔｅｅｌｗｉｒｅｓ

图２钢丝样品的质量损失率Ｆｉｇ．２Ｍａｓｓｌｏｓｓｏｆｗｉｒｅｓａｍｐｌｅｓ图３服役钢丝拉伸试验结果Ｆｉｇ．３Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｅｎｓｉｏｎｔｅｓｔｏｎｕｓｅｄｗｉｒｅｓ长率等指标都满足初始设计要求，说明更换下来的吊杆钢丝静力拉伸性能良好．为分析服役钢丝的疲劳性能，本文又对４座拱桥的吊杆钢丝按《桥梁缆索用热镀锌钢丝》［１３］规定的要求进行疲劳试验．如表１所示为样品疲劳寿命统计结果．表中Ｎ１为试验钢丝数，Ｎ２为断裂不出现在夹口位置的钢丝数，Ｎ３为疲劳寿命达到２００万次钢丝数，ｒ为合格率，珔ｎ为不合格钢丝的寿命均值．由表中数据可知，不同桥梁的钢丝疲劳寿命存在较大差异，锈蚀略为严重且交通量较大的桥Ａ和桥Ｂ的钢丝疲劳寿命较低．表１服役钢丝疲劳试验结果Ｔａｂ．１Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｏｆｕｓｅｄｗｉｒｅｓ桥梁Ｎ１Ｎ２Ｎ３ｒ／％珔ｎ／万次桥Ａ２０１２５４１．７０５９．４桥Ｂ３７２７１８６６．７０６８．７桥Ｃ１０１０１０１００—桥Ｄ１０１０１０１００—对部分断裂样品的疲劳断口进行扫描电镜分析，发现疲劳断裂的钢丝断口形貌相似．如图４所示，断口都由表面光滑、平坦的疲劳扩展区和表面粗糙、呈台阶状的瞬断区组成．图４服役钢丝疲劳断口形貌Ｆｉｇ．４Ｆａｔｉｇｕｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｕｓｅｄｗｉｒｅｓ１．４刻痕钢丝拉伸试验根据吊杆钢丝外观检查及试验结果，当钢丝发生全面腐蚀从而导致截面严重削弱时，钢丝已基本失去承载能力．因此，本文以带蚀坑的钢丝的为研究对象采用

图２钢丝样品的质量损失率Ｆｉｇ．２Ｍａｓｓｌｏｓｓｏｆｗｉｒｅｓａｍｐｌｅｓ图３服役钢丝拉伸试验结果Ｆｉｇ．３Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｅｎｓｉｏｎｔｅｓｔｏｎｕｓｅｄｗｉｒｅｓ长率等指标都满足初始设计要求，说明更换下来的吊杆钢丝静力拉伸性能良好．为分析服役钢丝的疲劳性能，本文又对４座拱桥的吊杆钢丝按《桥梁缆索用热镀锌钢丝》［１３］规定的要求进行疲劳试验．如表１所示为样品疲劳寿命统计结果．表中Ｎ１为试验钢丝数，Ｎ２为断裂不出现在夹口位置的钢丝数，Ｎ３为疲劳寿命达到２００万次钢丝数，ｒ为合格率，珔ｎ为不合格钢丝的寿命均值．由表中数据可知，不同桥梁的钢丝疲劳寿命存在较大差异，锈蚀略为严重且交通量较大的桥Ａ和桥Ｂ的钢丝疲劳寿命较低．表１服役钢丝疲劳试验结果Ｔａｂ．１Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｏｆｕｓｅｄｗｉｒｅｓ桥梁Ｎ１Ｎ２Ｎ３ｒ／％珔ｎ／万次桥Ａ２０１２５４１．７０５９．４桥Ｂ３７２７１８６６．７０６８．７桥Ｃ１０１０１０１００—桥Ｄ１０１０１０１００—对部分断裂样品的疲劳断口进行扫描电镜分析，发现疲劳断裂的钢丝断口形貌相似．如图４所示，断口都由表面光滑、平坦的疲劳扩展区和表面粗糙、呈台阶状的瞬断区组成．图４服役钢丝疲劳断口形貌Ｆｉｇ．４Ｆａｔｉｇｕｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｕｓｅｄｗｉｒｅｓ１．４刻痕钢丝拉伸试验根据吊杆钢丝外观检查及试验结果，当钢丝发生全面腐蚀从而导致截面严重削弱时，钢丝已基本失去承载能力．因此，本文以带蚀坑的钢丝的为研究对象采用

【参考文献】：
期刊论文
[1]斜拉索退化机理及钢丝力学模型[J]. 徐俊,陈惟珍,刘学.  同济大学学报(自然科学版). 2008(07)

博士论文
[1]在役钢管混凝土拱桥吊杆损伤与系统可靠性分析方法[D]. 高欣.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3387000