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測.pdf

1、斜拉橋具有跨越能力大、結構輕巧美觀、受力明確、空氣動力性好、結構型式簡潔等優(yōu)點，正成為現(xiàn)代橋梁建設的主流橋型之一。拉索是斜拉橋的主要承重結構，其耐久性將直接影響全橋安全和使用壽命。拉索由于長期承受交變載荷并暴露于自然環(huán)境，特別是含大量SO42-、Cl-等腐蝕性介質(zhì)的污染大氣環(huán)境中，極易發(fā)生腐蝕破壞，嚴重影響橋梁安全和使用壽命，甚至可能造成重大安全事故和經(jīng)濟損失。因此，研究拉索腐蝕行為和阻斷腐蝕誘因?qū)μ岣咝崩瓨蚶髂途眯耘c安全性具有重要意

2、義。
　　 采用Tafel直線外推法和交流阻抗技術研究斜拉橋拉索用高強度熱浸鍍鋅、電鍍鋅彩鈍、電鍍?nèi)?鉻鋼絲在不同拉伸應力、不同溫度模擬酸雨腐蝕介質(zhì)中的腐蝕行為；采用溶膠凝膠法在熱浸鍍鋅鋼絲表面制備硅烷及鈰鹽修飾硅烷膜層，研究其在模擬酸雨腐蝕介質(zhì)中的腐蝕行為；通過加速腐蝕試驗研究帶PE護套拉索在模擬酸雨腐蝕介質(zhì)中的腐蝕行為，并分析鋼絲樣品氫含量。主要結論如下：
　　 ①綜述國內(nèi)外斜拉橋發(fā)展現(xiàn)狀，拉索腐蝕危害及其防護措施

3、，拉索腐蝕研究現(xiàn)狀，以及拉索腐蝕剩余壽命預測方法。
　　 ②在60℃模擬酸雨溶液中，熱浸鍍鋅、電鍍鋅彩鈍鋼絲受到1100MPa拉伸應力作用時腐蝕電流密度達最大值，分別為27.95μA·cm-2和53.45μA·cm-2，是無應力作用、于室溫下的4.5倍和3.8倍；電鍍?nèi)?鉻鋼絲受到600MPa拉伸應力作用時腐蝕電流密度出現(xiàn)峰值，為0.21μA·cm-2，是無應力作用、于室溫下的2.5倍。熱浸鍍鋅鋼絲在60℃腐蝕介質(zhì)中腐蝕后有白

4、色顆粒狀腐蝕產(chǎn)物在小孔周圍生成，而室溫下其腐蝕產(chǎn)物呈多孔膜狀；電鍍鋅彩鈍鋼絲腐蝕后鈍化膜層破裂；電鍍?nèi)?鉻鋼絲腐蝕后出現(xiàn)許多垂直于基體方向的小孔。
　　 ③鍍鋅鋼絲涂覆VS后腐蝕電位正移，陽極過程得到抑制，保護效率為41.4％；隨鈰鹽含量增加，腐蝕電位逐漸變正，腐蝕速率降低，添加量為0.5wt.％時保護效率達到86.9％。
　　 ④1100MPa拉伸應力作用下，鍍鋅鋼絲在35℃和50℃鹽霧中腐蝕速率為3.6mg·dm-

5、2·d-1和4.3 mg·dm-2·d-1，分別為無應力作用時相應溫度下腐蝕速率的1.6倍和1.9倍。即同一溫度下，鍍鋅鋼絲腐蝕速率隨拉伸應力增大而增加；受力相同時，升高溫度，出現(xiàn)紅銹周期縮短，腐蝕程度加重。
　　 ⑤拉索經(jīng)過2.5個月酸霧試驗后，外層鍍鋅鋼絲局部鍍鋅層耗盡，腐蝕主要沿徑向擴展，內(nèi)層鍍鋅鋼絲不發(fā)生腐蝕；鍍鋅鋼絲在腐蝕介質(zhì)中發(fā)生析氫反應，3個月后達到4.50ppm，是未腐蝕鍍鋅鋼絲氫含量的1.8倍；2個月時主要腐蝕