橋梁拉吊索用不銹鋼鋼絲腐蝕性能研究及橋梁拉索時(shí)變可靠度評(píng)估.pdf

1、拉吊索腐蝕是橋梁設(shè)計(jì)和施工必須考慮的重要方面之一，特別是跨海大橋。目前，拉吊索所用材料大多數(shù)為高強(qiáng)碳素鋼絲或鋼絞線，材料在橋梁實(shí)際運(yùn)營(yíng)中長(zhǎng)期處于高應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)外界環(huán)境侵蝕比較敏感。隨著橋梁使用年限的增長(zhǎng)，拉吊索逐步暴露出防腐層老化、銹蝕、斷絲等問(wèn)題，需要花費(fèi)大量人力財(cái)力進(jìn)行更換，否則可能會(huì)導(dǎo)致索斷裂、引起橋梁垮塌等事故。為提高橋梁拉吊索的使用壽命，降低維護(hù)和更換成本，需要開(kāi)發(fā)新型拉吊索材料。本文結(jié)合交通運(yùn)輸部科技項(xiàng)目“全壽命不銹鋼鋼絲索

2、開(kāi)發(fā)研究”和國(guó)家基礎(chǔ)性項(xiàng)目（973項(xiàng)目）“特大跨橋梁安全性設(shè)計(jì)與評(píng)定的基礎(chǔ)理論研究”，對(duì)不銹鋼鋼絲的耐腐蝕性能進(jìn)行了研究，并對(duì)用不銹鋼鋼絲作橋梁拉索時(shí)的時(shí)變可靠度進(jìn)行了分析。本文主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)對(duì)拉吊索腐蝕環(huán)境及腐蝕類型進(jìn)行了討論，分析了拉吊索各種類型腐蝕的機(jī)理及影響因素。
　　(2)對(duì)零應(yīng)力的普通鍍鋅單根鋼絲及施加0、20％、30％和40％四個(gè)水平應(yīng)力的單根不銹鋼鋼絲，分7d、20d和40d進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)

3、，測(cè)量鋼絲的質(zhì)量損失率，分析得到不同鋼絲的截面面積損失系數(shù);研究了零應(yīng)力普通鍍鋅鋼絲和不同應(yīng)力水平下不銹鋼鋼絲的荷載-變形曲線，對(duì)拉伸后的鋼絲進(jìn)行了掃描電鏡分析。研究表明，零應(yīng)力下，普通鍍鋅鋼絲的重量損失率為不銹鋼鋼絲的30倍以上，不銹鋼鋼絲的防腐性能遠(yuǎn)好于普通鍍鋅鋼絲。不銹鋼鋼絲的重量損失率隨著施加應(yīng)力的增加而增加，高應(yīng)力下的不銹鋼鋼絲更容易腐蝕。短期內(nèi)腐蝕對(duì)鋼絲的極限強(qiáng)度影響不大;隨著腐蝕的增加，普通鍍鋅鋼絲和不銹鋼鋼絲的拉伸斷口呈

4、現(xiàn)脆性增加的趨勢(shì)，普通鍍鋅鋼絲的斷口形貌由微裂紋向長(zhǎng)寬裂紋發(fā)展，而不銹鋼鋼絲由于腐蝕程度較輕，只是出現(xiàn)了微裂紋。
　　(3)利用ANSYS有限元建立了某斜拉橋的結(jié)構(gòu)分析模型，建立了橋梁在自重和隨機(jī)車輛荷載作用下的斜拉索索力概率模型，分別假定將本文研究的普通鍍鋅鋼絲和不銹鋼鋼絲作為橋的斜拉索，考慮本文試驗(yàn)研究得到的截面面積損失系數(shù)建立斜拉索的功能函數(shù)，采用一次二階矩方法計(jì)算得到了普通鍍鋅鋼絲拉索和不銹鋼鋼絲拉索的時(shí)變可靠指標(biāo)。分析表