大氣腐蝕條件下中等跨徑公路鋼箱梁橋受力性能評(píng)估.pdf

1、鋼箱梁橋隨服役時(shí)間的增加將不可避免地出現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)損傷，會(huì)嚴(yán)重影響鋼箱梁橋的使用性能，本文以紹興一座匝道鋼箱梁橋?yàn)橐劳泄こ?，從腐蝕的角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)地調(diào)研、理論分析和數(shù)值模擬等方法，研究大氣均勻腐蝕和局部腐蝕對(duì)中等跨徑公路鋼箱梁橋受力性能的影響，為在役中等跨徑公路鋼箱梁橋承載能力的評(píng)估和檢測提供科學(xué)依據(jù)，以便更好地彌補(bǔ)現(xiàn)有評(píng)估方法的不足。本文的主要研究工作和相關(guān)結(jié)論如下：
　　（1）結(jié)合依托工程所使用鋼材的化學(xué)成分和所處地區(qū)的環(huán)境因

2、素，得出了依托工程中鋼箱梁外部和內(nèi)部的腐蝕深度預(yù)測公式分別為0.762C外?0.036t和0.587C內(nèi)?0.049t。隨后，以依托工程為背景，采用有限元數(shù)值模擬技術(shù)，定量分析了在大氣均勻腐蝕作用0~100年內(nèi)，鋼箱梁橋受力性能隨服役時(shí)間增長的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明：大氣均勻腐蝕會(huì)造成鋼箱梁各部件厚度減小，但一直能保持較好的整體性，且滿足剛度與強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求；大氣均勻腐蝕會(huì)造成鋼箱梁橋的極限承載能力成線性減小，當(dāng)腐蝕時(shí)間為100年時(shí)，下

3、降為無損傷階段的87.5％左右。
　?。?）在分析以往鋼橋腐蝕損傷作用下實(shí)際檢測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合依托工程所處的具體環(huán)境，得出腹板兩端和底板跨中為嚴(yán)重腐蝕區(qū)域，并指定每種區(qū)域最大腐蝕深度分別為原有部件厚度的50%，然后采用數(shù)值模擬技術(shù)定性分析了不同腐蝕區(qū)域在不同腐蝕程度的情況下對(duì)鋼箱梁橋整體受力性能的影響。研究結(jié)果表明：在指定腐蝕深度范圍內(nèi)，局部腐蝕狀態(tài)下的鋼箱梁橋能滿足剛度與強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求；局部腐蝕對(duì)鋼箱梁橋極限承載能力影響較為

4、明顯，當(dāng)腐蝕深度為原有部件厚度的50%時(shí)，極限承載力下降到無損傷階段的60%~70%之間。
　?。?）通過對(duì)鋼箱梁橋在各種腐蝕作用下應(yīng)力和位移進(jìn)行分析，研究了鋼箱梁橋在遭受均勻腐蝕和局部腐蝕過程中的應(yīng)力關(guān)鍵區(qū)域和位移變化規(guī)律。研究結(jié)果表明：頂板在與腹板相接位置出現(xiàn)了明顯的剪力滯后現(xiàn)象；底板跨中區(qū)域以及底板邊緣與腹板相接位置應(yīng)力較大；腹板兩端靠近橫梁區(qū)域?yàn)閼?yīng)力和變形的關(guān)鍵區(qū)域；橫隔板在彎扭耦合作用下，在過人通道的角點(diǎn)處易發(fā)生應(yīng)力集中