腐蝕鋼絞線疲勞性能試驗(yàn)研究.pdf

1、從中國(guó)近現(xiàn)代這幾十年的橋梁發(fā)展史來看，斜拉橋雖然發(fā)展起步較晚，但由于其在經(jīng)濟(jì)型、實(shí)用性、美觀性等多個(gè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，斜拉橋在目前的橋梁行業(yè)中舉足輕重。然而作為斜拉橋的生命索—斜拉索的耐久性卻存在著頗為嚴(yán)重的問題:斜拉索的實(shí)際使用壽命在很多工程應(yīng)用中都難以達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，有些橋梁在使用較短時(shí)間后就因斜拉索的銹蝕甚至斷絲問題而不得不換索，造成了人力物力極大的浪費(fèi)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于鋼絞線的疲勞性能已經(jīng)進(jìn)行了相當(dāng)多的試驗(yàn)與研究，但關(guān)于鋼絞線

2、腐蝕后的疲勞性能以及腐蝕程度與疲勞性能之間關(guān)系的研究還比較少，因此有必要對(duì)此進(jìn)行研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①根據(jù)名義應(yīng)力法的基本假設(shè)，將對(duì)疲勞壽命的研究轉(zhuǎn)換為對(duì)局部最大應(yīng)力的研究。利用Midas Fea基于控制變量法逐一建立具有不同影響參數(shù)的蝕坑模型并計(jì)算局部最大應(yīng)力，使用回歸分析法探尋次要蝕坑直徑d、深度h、次要蝕坑和主要蝕坑之間的圓心距D與次要蝕坑對(duì)主要蝕坑局部最大應(yīng)力的影響程度y之間的關(guān)系（其中主要蝕坑的直徑深度均為1

3、mm），并得到一個(gè)函數(shù)關(guān)系式。②從每一根試件上選擇了十處具有代表性的主要蝕坑及其周圍的次要蝕坑（群），使用測(cè)量顯微鏡對(duì)其形貌及分布情況進(jìn)行了詳細(xì)的觀察測(cè)量，發(fā)現(xiàn)鋼絞線表面主要蝕坑的深度與深徑比均與腐蝕階段持荷應(yīng)力成正相關(guān)關(guān)系。③在對(duì)鋼絞線試件進(jìn)行了拆卸、切割、編號(hào)、酸洗、稱重、觀測(cè)等一系列操作后，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)并制作了一套本試驗(yàn)專用的夾具，最后利用該夾具連接試件與疲勞試驗(yàn)機(jī)并完成了共計(jì)6根腐蝕鋼絞線與1根全新鋼絞線的疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果

4、表明:試件的疲勞壽命隨著腐蝕率的增加而降低，這與觀測(cè)到的試件表面主要蝕坑形貌情況一致，進(jìn)一步證明了腐蝕產(chǎn)生的蝕坑是決定鋼絞線試件疲勞壽命的主要因素。另外，通過對(duì)夾具受力性能的驗(yàn)算以及真實(shí)的試驗(yàn)效果，證明了本試驗(yàn)所采用的錨具以及設(shè)計(jì)制作的夾具具有較高的實(shí)用性。④基于對(duì)腐蝕鋼絞線試件表面狀態(tài)的觀測(cè)結(jié)果，利用Midas Fea的疲勞分析功能，采用與試驗(yàn)完全相同的加載方式對(duì)觀測(cè)到的各種蝕坑形貌分別進(jìn)行了建模分析并估算了其疲勞壽命。有限元分析結(jié)果