腐蝕鋼絞線疲勞性能試驗研究.pdf

1、從中國近現(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)濟型、實用性、美觀性等多個方面具有獨特的優(yōu)勢，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重的問題:斜拉索的實際使用壽命在很多工程應用中都難以達到設計使用年限，有些橋梁在使用較短時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。目前國內(nèi)外關于鋼絞線的疲勞性能已經(jīng)進行了相當多的試驗與研究，但關于鋼絞線

2、腐蝕后的疲勞性能以及腐蝕程度與疲勞性能之間關系的研究還比較少，因此有必要對此進行研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①根據(jù)名義應力法的基本假設，將對疲勞壽命的研究轉(zhuǎn)換為對局部最大應力的研究。利用Midas Fea基于控制變量法逐一建立具有不同影響參數(shù)的蝕坑模型并計算局部最大應力，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與次要蝕坑對主要蝕坑局部最大應力的影響程度y之間的關系（其中主要蝕坑的直徑深度均為1

3、mm），并得到一個函數(shù)關系式。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），使用測量顯微鏡對其形貌及分布情況進行了詳細的觀察測量，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力成正相關關系。③在對鋼絞線試件進行了拆卸、切割、編號、酸洗、稱重、觀測等一系列操作后，根據(jù)實際情況設計并制作了一套本試驗專用的夾具，最后利用該夾具連接試件與疲勞試驗機并完成了共計6根腐蝕鋼絞線與1根全新鋼絞線的疲勞試驗，試驗結果

4、表明:試件的疲勞壽命隨著腐蝕率的增加而降低，這與觀測到的試件表面主要蝕坑形貌情況一致，進一步證明了腐蝕產(chǎn)生的蝕坑是決定鋼絞線試件疲勞壽命的主要因素。另外，通過對夾具受力性能的驗算以及真實的試驗效果，證明了本試驗所采用的錨具以及設計制作的夾具具有較高的實用性。④基于對腐蝕鋼絞線試件表面狀態(tài)的觀測結果，利用Midas Fea的疲勞分析功能，采用與試驗完全相同的加載方式對觀測到的各種蝕坑形貌分別進行了建模分析并估算了其疲勞壽命。有限元分析結果