橋梁拉索鋼絲模擬酸雨溶液中腐蝕行為研究及拉索壽命預(yù)測(cè).pdf

1、斜拉橋具有跨越能力大、結(jié)構(gòu)輕巧美觀、受力明確、空氣動(dòng)力性好、結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，正成為現(xiàn)代橋梁建設(shè)的主流橋型之一。拉索是斜拉橋的主要承重結(jié)構(gòu)，其耐久性將直接影響全橋安全和使用壽命。拉索由于長(zhǎng)期承受交變載荷并暴露于自然環(huán)境，特別是含大量SO42-、Cl-等腐蝕性介質(zhì)的污染大氣環(huán)境中，極易發(fā)生腐蝕破壞，嚴(yán)重影響橋梁安全和使用壽命，甚至可能造成重大安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。因此，研究拉索腐蝕行為和阻斷腐蝕誘因?qū)μ岣咝崩瓨蚶髂途眯耘c安全性具有重要意

2、義。
　　 采用Tafel直線外推法和交流阻抗技術(shù)研究斜拉橋拉索用高強(qiáng)度熱浸鍍鋅、電鍍鋅彩鈍、電鍍?nèi)?鉻鋼絲在不同拉伸應(yīng)力、不同溫度模擬酸雨腐蝕介質(zhì)中的腐蝕行為；采用溶膠凝膠法在熱浸鍍鋅鋼絲表面制備硅烷及鈰鹽修飾硅烷膜層，研究其在模擬酸雨腐蝕介質(zhì)中的腐蝕行為；通過(guò)加速腐蝕試驗(yàn)研究帶PE護(hù)套拉索在模擬酸雨腐蝕介質(zhì)中的腐蝕行為，并分析鋼絲樣品氫含量。主要結(jié)論如下：
　　 ①綜述國(guó)內(nèi)外斜拉橋發(fā)展現(xiàn)狀，拉索腐蝕危害及其防護(hù)措施

3、，拉索腐蝕研究現(xiàn)狀，以及拉索腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)方法。
　　 ②在60℃模擬酸雨溶液中，熱浸鍍鋅、電鍍鋅彩鈍鋼絲受到1100MPa拉伸應(yīng)力作用時(shí)腐蝕電流密度達(dá)最大值，分別為27.95μA·cm-2和53.45μA·cm-2，是無(wú)應(yīng)力作用、于室溫下的4.5倍和3.8倍；電鍍?nèi)?鉻鋼絲受到600MPa拉伸應(yīng)力作用時(shí)腐蝕電流密度出現(xiàn)峰值，為0.21μA·cm-2，是無(wú)應(yīng)力作用、于室溫下的2.5倍。熱浸鍍鋅鋼絲在60℃腐蝕介質(zhì)中腐蝕后有白

4、色顆粒狀腐蝕產(chǎn)物在小孔周圍生成，而室溫下其腐蝕產(chǎn)物呈多孔膜狀；電鍍鋅彩鈍鋼絲腐蝕后鈍化膜層破裂；電鍍?nèi)?鉻鋼絲腐蝕后出現(xiàn)許多垂直于基體方向的小孔。
　　 ③鍍鋅鋼絲涂覆VS后腐蝕電位正移，陽(yáng)極過(guò)程得到抑制，保護(hù)效率為41.4％；隨鈰鹽含量增加，腐蝕電位逐漸變正，腐蝕速率降低，添加量為0.5wt.％時(shí)保護(hù)效率達(dá)到86.9％。
　　 ④1100MPa拉伸應(yīng)力作用下，鍍鋅鋼絲在35℃和50℃鹽霧中腐蝕速率為3.6mg·dm-

5、2·d-1和4.3 mg·dm-2·d-1，分別為無(wú)應(yīng)力作用時(shí)相應(yīng)溫度下腐蝕速率的1.6倍和1.9倍。即同一溫度下，鍍鋅鋼絲腐蝕速率隨拉伸應(yīng)力增大而增加；受力相同時(shí)，升高溫度，出現(xiàn)紅銹周期縮短，腐蝕程度加重。
　　 ⑤拉索經(jīng)過(guò)2.5個(gè)月酸霧試驗(yàn)后，外層鍍鋅鋼絲局部鍍鋅層耗盡，腐蝕主要沿徑向擴(kuò)展，內(nèi)層鍍鋅鋼絲不發(fā)生腐蝕；鍍鋅鋼絲在腐蝕介質(zhì)中發(fā)生析氫反應(yīng)，3個(gè)月后達(dá)到4.50ppm，是未腐蝕鍍鋅鋼絲氫含量的1.8倍；2個(gè)月時(shí)主要腐蝕