加速腐蚀环境下CFRP-钢界面疲劳性能研究

发布时间：2022-08-02 11:27

　　钢桥在服役过程中长期承受繁重的交通荷载和环境介质的侵蚀,使得大量钢桥出现疲劳裂纹或腐蚀损伤,承载力大大削弱,严重影响桥梁的安全运营。采用传统的修复方法虽然可以达到加固效果,但同时又会带来新的问题,更重要的是无法避免环境介质对钢桥造成的腐蚀。而碳纤维增强复合材料（CFRP）,轻质高强、良好的耐疲劳性和抗腐蚀性,以及施工便捷等优点,可以有效改善传统加固方法中的不足,达到更好的加固修复效果,且在钢筋混凝土领域应用较多,已有完善的理论体系,而CFRP在钢桥加固中的应用研究还处于初期。服役中,钢桥会受到疲劳荷载和恶劣环境的共同作用,进一步加剧了钢桥的腐蚀疲劳破坏,而现有的研究表明,界面粘结性能是CFRP与钢协同工作的关键,也是整个加固系统里最薄弱的地方,因此本文对加速腐蚀环境下CFRP加固钢结构的疲劳性能开展了试验研究,主要研究内容如下:（1）开展加速腐蚀环境下CFRP-钢板双剪试件的疲劳性能试验研究。采用75mm和125mm长度的CFRP双面加固对接钢板,在5%的氯化钠溶液中电加速腐蚀0h、24h、48h和72h,然后进行应力比为0.1的疲劳试验直至破坏。结果表明:在腐蚀的前48h内,疲劳寿命... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 CFRP加固钢结构的疲劳性能研究
        1.2.1 CFRP加固钢板结构的疲劳性能研究
        1.2.2 CFRP加固钢梁的疲劳性能研究
    1.3 CFRP加固钢结构的界面性能研究
    1.4 本文主要研究内容
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
2 加速腐蚀环境下CFRP-钢界面的疲劳性能试验
    2.1 试验材料
    2.2 试验试件
        2.2.1 试件设计
        2.2.2 试件制作
    2.3 试验方法
        2.3.1 试验设备
        2.3.2 腐蚀参数选取
        2.3.3 疲劳参数选取
        2.3.4 试验参数设定
        2.3.5 试验流程
    2.4 本章小结
3 加速腐蚀环境下CFRP-钢界面破坏模式及刚度退化规律
    3.1 试验现象及破坏模式
    3.2 刚度退化规律
    3.3 CFRP加固钢结构的破坏机理
    3.4 本章小结
4 加速腐蚀环境下CFRP-钢界面的疲劳寿命分析及预测
    4.1 疲劳寿命分析
        4.1.1 腐蚀时间对疲劳寿命的影响
        4.1.2 CFRP粘结长度对疲劳寿命的影响
    4.2 基于S-N曲线的疲劳寿命预测
        4.2.1 腐蚀环境CFRP-钢界面的疲劳方程推导
        4.2.2 腐蚀环境下CFRP双面加固钢结构的疲劳寿命表达式
        4.2.3 腐蚀疲劳方程的验证
        4.2.4 腐蚀环境下CFRP双面加固钢结构的疲劳极限
    4.3 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3668434