發(fā)布時(shí)間：2019-09-27 14:41

【摘要】：隨著我國現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的逐步完善,仍處于運(yùn)營中的橋梁設(shè)施步入了運(yùn)營養(yǎng)護(hù)階段。橋梁作為跨越山崖河谷的樞紐工程,隨著運(yùn)營使用年限的增長,鋼構(gòu)件出現(xiàn)了不同程度的腐蝕病害。對于斜拉橋而言,拉索作為最為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其腐蝕與疲勞損傷嚴(yán)重威脅著整座橋梁的運(yùn)營安全。針對運(yùn)營中的斜拉橋拉索鋼絲開展腐蝕損傷的分級研究,評估不同腐蝕程度與受力狀態(tài)下的拉索鋼絲剩余疲勞壽命,具有重要的工程實(shí)際意義。本文進(jìn)行的主要研究工作如下:(1)首先介紹了目前國內(nèi)外腐蝕鋼絲損傷的評定方法、拉索疲勞壽命評估的相關(guān)理論,確定本文中采用損傷容限設(shè)計(jì)法中Paris公式定量反推試驗(yàn)索斷裂鋼絲的理論剩余疲勞壽命。(2)以湘江銀盆嶺斜拉橋舊索鋼絲為試驗(yàn)樣本,對不同腐蝕等級下鋼絲宏觀參數(shù)與蝕坑幾何參數(shù)進(jìn)行測量統(tǒng)計(jì)分析,將鍍鋅鋼絲腐蝕等級劃分為6級,提出了包含鋼絲直徑參數(shù)指標(biāo)與蝕坑參數(shù)指標(biāo)的斜拉索鋼絲腐蝕分級的新評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。(3)利用電液式脈動疲勞機(jī)對不同腐蝕等級鋼絲編排組合成的試驗(yàn)拉索進(jìn)行疲勞壽命試驗(yàn)研究,得到不同載荷作用下拉索鋼絲的剩余疲勞壽命以及拉索斷絲規(guī)律。利用低倍電子顯微鏡測量鋼絲疲勞斷口型態(tài),比較拉索鋼絲斷口裂紋源寬度B、初始裂紋深a0、裂紋擴(kuò)展長度(35)a對剩余疲勞壽命N的影響。(4)利用ABAQUS有限元計(jì)算軟件建立了含典型蝕坑的鋼絲有限元模型,分析了蝕坑處應(yīng)力場的分布規(guī)律,得到蝕坑處最大應(yīng)力集中系數(shù)隨蝕坑參數(shù)變化的關(guān)系曲線及其擬合公式。通過對各類典型蝕坑曲線圖對比分析,得到不同蝕坑形貌下蝕坑深度對應(yīng)力集中系數(shù)的影響規(guī)律。(5)運(yùn)用斷裂力學(xué)的損傷容限設(shè)計(jì)法,將蝕坑等效成半橢圓型初始裂紋,并采用Paris公式定量反推出疲勞試驗(yàn)拉索鋼絲的理論剩余疲勞壽命。通過對比疲勞壽命試驗(yàn)值與理論計(jì)算值,兩者吻合程度較好,能滿足工程使用要求。
【圖文】：

究學(xué)者 Scott 得出了局部腐蝕點(diǎn)蝕深度與點(diǎn)蝕表步擴(kuò)展；同時(shí)他也總結(jié)出了點(diǎn)蝕深度的經(jīng)驗(yàn)公式驗(yàn)公式的實(shí)用性[43,44]。經(jīng)驗(yàn)公式如下：bS aH積，2(mm ) ；2(mm ) ；受力情況、材料與外界環(huán)境有關(guān)。于斜拉橋腐蝕鋼絲，，只需測量出蝕坑深度，則可得計(jì)算計(jì)算蝕坑處鋼絲橫截面面積，假定蝕坑為一半球

圖 2.2 數(shù)顯尖頭深度尺測量蝕坑深度圖蝕后的力學(xué)性能，可以通過比較鋼絲腐蝕前后斷后伸長率，綜合評定局部腐蝕程度。力學(xué)性服役的腐蝕鋼絲并不適用。率計(jì)算公式如下：*100%b bbP 下：*100%ll lPl 蝕前的極限抗拉強(qiáng)度，（ MPa）；
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U441.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫遼;姚衛(wèi)星;;鋁合金蝕坑損傷參量評述[J];力學(xué)與實(shí)踐;2013年04期

2 張川;姚衛(wèi)星;;危險(xiǎn)蝕坑評判及疲勞壽命計(jì)算[J];機(jī)械強(qiáng)度;2013年02期

3 成永強(qiáng);;既有斜拉橋換索狀況綜述[J];山西建筑;2010年25期

4 鄭萬山;唐光武;鄭罡;張又進(jìn);;蘇通大橋斜拉索拉彎疲勞試驗(yàn)研究[J];公路交通技術(shù);2010年04期

5 李春祥;李薇薇;;斜拉索風(fēng)致動力疲勞損傷的研究[J];振動與沖擊;2009年11期

6 蘭成明;;平行鋼絲拉索疲勞性能理論研究[J];沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年01期

7 徐俊;陳惟珍;劉學(xué);;斜拉索退化機(jī)理及鋼絲力學(xué)模型[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年07期

8 楊美良;李波;張建仁;;車輛荷載作用下部分斜拉橋拉索疲勞可靠度研究[J];公路交通科技;2007年12期

9 楊征宇;宋桂峰;樓莊鴻;;我國獨(dú)塔斜拉橋[J];預(yù)應(yīng)力技術(shù);2007年03期

10 楊美良;李波;黃立浦;;部分斜拉橋拉索疲勞可靠度分析[J];長沙交通學(xué)院學(xué)報(bào);2007年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 蘭成明;平行鋼絲斜拉索全壽命安全評定方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 徐俊;拉索損傷演化機(jī)理與剩余使用壽命評估[D];同濟(jì)大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 胡健;模型斜拉橋拉索損傷的索力監(jiān)測及分析研究[D];大連理工大學(xué);2011年

2 陳大華;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[D];重慶大學(xué);2009年

3 梁雄;斜拉橋拉索腐蝕行為及使用壽命預(yù)測研究[D];重慶交通大學(xué);2008年

4 胡志鵬;橋梁纜索系統(tǒng)腐蝕全壽命理論研究[D];長安大學(xué);2006年

5 羅剛林;犍為岷江大橋斜拉橋換索設(shè)計(jì)與施工[D];西南交通大學(xué);2006年

本文編號：2542764