本文關(guān)鍵詞：酸雨環(huán)境下拱橋吊桿鋼絲損傷演化規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近幾十年來,我國酸性降水頻率居高不下,酸雨狀況十分惡劣。而我國酸雨分布區(qū)域恰好是大跨徑拱橋分布區(qū)域,我國大跨徑鋼管混凝土拱橋服役環(huán)境為酸雨環(huán)境。吊桿作為拱橋最重要的傳力構(gòu)件,長期承受車輛等荷載作用,同時承受外界環(huán)境的侵蝕,極易發(fā)生腐蝕損壞。近年來,拱橋吊桿事故頻發(fā),吊桿已經(jīng)成為大跨徑拱橋最薄弱的環(huán)節(jié)之一。因此研究酸雨環(huán)境下拱橋吊桿鋼絲腐蝕損傷,對從根本上減少甚至避免拱橋吊桿事故、拱橋吊桿的加固維護、剩余壽命預測都具有十分重要的意義。本文首先通過調(diào)查多座拱橋的檢測資料,對拱橋索類構(gòu)件的常見病害進行整理,并對其成因進行了分析,對索類構(gòu)件常見病害分為了防護措施病害、索體病害、錨固病害和其他類型病害,通過歸納總結(jié)和成因分析,得知外界腐蝕介質(zhì)與吊桿應力、疲勞耦合作用導致的吊桿鋼絲腐蝕損傷是拱橋吊桿承載力降低的根本原因。然后運用人工加速試驗的方法,采用模擬酸雨溶液為腐蝕介質(zhì),進行了拱橋吊桿鋼絲的腐蝕試驗,對各腐蝕階段的鋼絲外觀進行了描述分析,并分別采用失重法和表面粗糙度法對鋼絲均勻腐蝕和點蝕進行了評價,得到了拱橋吊桿鋼絲均勻腐蝕和點蝕深度隨時間變化概率模型。用matlab統(tǒng)計工具對實驗數(shù)據(jù)進行了分析:均勻腐蝕深度在腐蝕的每個時刻均不拒絕對數(shù)正態(tài)分布,且腐蝕速率隨時間呈現(xiàn)雙線性關(guān)系,并獲得了鋼絲鍍鋅層和鐵基體腐蝕參數(shù),得到了均勻腐蝕深度預測模型;點蝕最大深度不拒絕極值Ⅰ型分布,并得到了λ和α估計值及其預測模型。最后,通過有限元分析的方法,模擬了受腐蝕鋼絲的受力情況,分別討論了點蝕深度、點蝕形狀、均勻腐蝕深度對鋼絲力學性能的影響,結(jié)果表明點蝕的存在使鋼絲在蝕坑出存在明顯的應力集中現(xiàn)象,大大的降低了鋼絲極限承載力;隨著點蝕深度的增加,鋼絲應力集中現(xiàn)象更加明顯;在腐蝕深度不變的情況下,裂紋沿鋼絲橫向及蝕坑深度方向發(fā)展對鋼絲力學性能是不利的,而沿鋼絲縱向拓展是有利的;均勻腐蝕相對于點蝕,對鋼絲的受力性能影響較小。
【關(guān)鍵詞】：酸雨 拱橋吊桿 腐蝕 點蝕 有限元 演化規(guī)律
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U441.4;U448.22
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 拱橋吊桿體系13-15
• 1.2 我國鋼管混凝土拱橋區(qū)域分布特點15-16
• 1.3 我國酸雨的時空分布特征16-19
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.5 研究目的及研究內(nèi)容22-23
• 第二章 索類構(gòu)件的常見病害及其成因分析23-31
• 2.1 引言23
• 2.2 防護體系常見病害及其成因分析23-26
• 2.3 索體常見病害及其成因分析26-28
• 2.4 錨固系統(tǒng)常見病害28-29
• 2.5 其他類型的病害29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 酸雨環(huán)境下拱橋吊桿鋼絲腐蝕實驗31-38
• 3.1 主要試驗設(shè)備、材料及試劑31
• 3.2 試驗方法及原理31-33
• 3.3 試驗步驟及內(nèi)容33-37
• 3.3.1 模擬酸雨溶液的配置33
• 3.3.2 鹽霧腐蝕試驗33-34
• 3.3.3 腐蝕程度測量方法34-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 鹽霧腐蝕實驗結(jié)果分析38-48
• 4.1 鹽霧腐蝕試驗后試件外觀評價38-40
• 4.2 均勻腐蝕和點蝕時變概率模型40-47
• 4.2.1 均勻腐蝕時變概率模型40-44
• 4.2.2 點蝕時變概率模型44-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第五章 腐蝕鋼絲的有限元分析48-60
• 5.1 三維模型的建立48-50
• 5.1.1 模型建立48
• 5.1.2 單元選取及網(wǎng)格劃分48-50
• 5.1.3 邊界條件及荷載條件的施加50
• 5.2 點蝕對鋼絲力學性能的影響50-57
• 5.2.1 點蝕深度對鋼絲力學性能的影響50-53
• 5.2.2 點蝕形狀對鋼絲力學性能的影響53-57
• 5.3 均勻腐蝕對鋼絲力學性能的影響57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-62
• 參考文獻62-65
• 致謝65

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1 張向東;酸雨環(huán)境下拱橋吊桿鋼絲損傷演化規(guī)律研究[D];吉林大學;2016年

  本文關(guān)鍵詞：酸雨環(huán)境下拱橋吊桿鋼絲損傷演化規(guī)律研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：347403