為分析鋼箱-混凝土組合橋梁防腐涂層在疲勞應(yīng)力下的破損機(jī)理,基于應(yīng)力等效原則,采用ANSYS軟件建立了鋼箱-混凝土組合橋應(yīng)力最大部位的局部非線性分析模型,分析了涂裝及鋼結(jié)構(gòu)基材在車輛疲勞荷載下的疲勞應(yīng)力及涂層的裂縫發(fā)展模式。結(jié)果表明:涂層在未達(dá)到其極限強(qiáng)度以前,隨疲勞循環(huán)次數(shù)的不斷增大,涂層在一定范圍內(nèi)越厚,界面拉應(yīng)力越小,界面剪應(yīng)力越大,界面融合性越好,抗疲勞性越強(qiáng)。跨中最大應(yīng)力部位的涂層因界面拉應(yīng)力過(guò)大將出現(xiàn)拉裂破壞。對(duì)于本工程涂層,考慮鋼結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力部位的疲勞作用,150μm涂層面漆層的疲勞壽命約為17. 8 a、300μm涂層面漆層壽命可達(dá)22. 8 a,因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮疲勞應(yīng)力對(duì)涂層破損失效的影響。 

【文章來(lái)源】：涂料工業(yè). 2020,50(10)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

各路徑下最大剪應(yīng)力隨疲勞循環(huán)次數(shù)變化

某高速公路工程中設(shè)計(jì)有跨徑50 m的雙箱單室波形鋼腹板鋼箱-混凝土組合橋梁，如圖1所示，圖中數(shù)值單位為mm。該橋橋?qū)?2.75 m，預(yù)制梁高2.5 m，雙行道，汽車荷載等級(jí)為公路Ⅰ級(jí)，設(shè)計(jì)安全等級(jí)為Ⅰ級(jí)，環(huán)境類別為Ⅰ、Ⅱ類。為保護(hù)鋼箱-混凝土組合橋梁不會(huì)因大氣、水分、溫度等環(huán)境因素導(dǎo)致腐蝕，根據(jù)規(guī)范[11]的要求，按大氣腐蝕種類C3設(shè)計(jì)，采用長(zhǎng)效型（保護(hù)年限25 a）涂裝體系，依據(jù)該工程的鋼結(jié)構(gòu)防腐要求，鋼箱梁采用環(huán)氧富鋅漆底漆、環(huán)氧云鐵漆中間漆和丙烯酸脂肪聚酯面漆的組合形式。依據(jù)《鋼-混凝土組合橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50917—2013）可計(jì)算得出在正常使用極限狀態(tài)（恒載+汽車動(dòng)載）下梁體頂、底板沿跨徑方向的應(yīng)力變化，如圖2所示。

依據(jù)《鋼-混凝土組合橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50917—2013）可計(jì)算得出在正常使用極限狀態(tài)（恒載+汽車動(dòng)載）下梁體頂、底板沿跨徑方向的應(yīng)力變化，如圖2所示。由圖2可以看出，鋼箱-混凝土組合橋梁底板處主要承受拉應(yīng)力，混凝土頂板主要承受壓應(yīng)力。頂、底板同時(shí)在跨中位置達(dá)到最大值，此時(shí)底板最大拉應(yīng)力為146.08 MPa，頂板最大壓應(yīng)力為-12.3 MPa。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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