橋梁拉吊索用不銹鋼鋼絲腐蝕性能研究及橋梁拉索時變可靠度評估.pdf

1、拉吊索腐蝕是橋梁設計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)為高強碳素鋼絲或鋼絞線，材料在橋梁實際運營中長期處于高應力狀態(tài)，對外界環(huán)境侵蝕比較敏感。隨著橋梁使用年限的增長，拉吊索逐步暴露出防腐層老化、銹蝕、斷絲等問題，需要花費大量人力財力進行更換，否則可能會導致索斷裂、引起橋梁垮塌等事故。為提高橋梁拉吊索的使用壽命，降低維護和更換成本，需要開發(fā)新型拉吊索材料。本文結(jié)合交通運輸部科技項目“全壽命不銹鋼鋼絲索

2、開發(fā)研究”和國家基礎性項目（973項目）“特大跨橋梁安全性設計與評定的基礎理論研究”，對不銹鋼鋼絲的耐腐蝕性能進行了研究，并對用不銹鋼鋼絲作橋梁拉索時的時變可靠度進行了分析。本文主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)對拉吊索腐蝕環(huán)境及腐蝕類型進行了討論，分析了拉吊索各種類型腐蝕的機理及影響因素。
　　(2)對零應力的普通鍍鋅單根鋼絲及施加0、20％、30％和40％四個水平應力的單根不銹鋼鋼絲，分7d、20d和40d進行中性鹽霧試驗

3、，測量鋼絲的質(zhì)量損失率，分析得到不同鋼絲的截面面積損失系數(shù);研究了零應力普通鍍鋅鋼絲和不同應力水平下不銹鋼鋼絲的荷載-變形曲線，對拉伸后的鋼絲進行了掃描電鏡分析。研究表明，零應力下，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好于普通鍍鋅鋼絲。不銹鋼鋼絲的重量損失率隨著施加應力的增加而增加，高應力下的不銹鋼鋼絲更容易腐蝕。短期內(nèi)腐蝕對鋼絲的極限強度影響不大;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，普通鍍鋅鋼絲的斷口形貌由微裂紋向長寬裂紋發(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算得到了普通鍍鋅鋼絲拉索和不銹鋼鋼絲拉索的時變可靠指標。分析表