地鐵雜散電流腐蝕及其對隧道結構可靠度與耐久性的影響.pdf

1、隨著城市軌道交通運輸系統的發(fā)展，以地鐵與輕軌為代表的直流牽引、走行軌回流的供電方式導致的雜散電流腐蝕問題已引起普遍關注。雜散電流的存在將對鋼軌以及埋地金屬管線、區(qū)間隧道主體結構及其內部鋼筋等產生嚴重腐蝕，不僅降低了金屬結構物的強度，縮短了使用壽命；而且導致區(qū)間隧道主體結構混凝土開裂，降低了結構的強度和耐久性，增加了結構的失效概率，給軌道交通的安全運營帶來嚴重威脅。 本文以北京地鐵區(qū)間隧道主體結構受雜散電流腐蝕影響為工程背景，就地

2、鐵雜散電流分布、雜散電流腐蝕對主體結構耐久性影響、雜散電流腐蝕對主體結構可靠度影響以及地鐵系統中雜散電流防護的必要性和措施方面做了相關的分析。首先簡要介紹了地鐵雜散電流的形成，分析了雜散電流分布的數學模型，通過理論分析和數值模擬獲得地鐵雜散電流的分布以及各因素的影響：其次概述了地鐵雜散電流引起金屬腐蝕的機理和金屬結構物受雜散電流腐蝕的影響因素，通過雜散電流對混凝土中鋼筋腐蝕及混凝土強度影響的模型試驗確定了電化學當量和混凝土強度變化規(guī)律，

3、闡述了區(qū)間隧道主體結構耐久性極限狀態(tài)和結構耐久壽命預計模型，建立混凝土腐蝕開裂模型，通過理論分析完成區(qū)間隧道主體結構耐久性計算；再次介紹了雜散電流作用下地鐵區(qū)間隧道可靠度分析的特點，闡述了區(qū)間隧道的作用效應和結構抗力及其隨機變量的統計特征，通過隨機有限元法實現了區(qū)間隧道襯砌作用效應的數值模擬并采用x。擬合檢驗法完成襯砌作用效應的分布擬合檢驗，通過理論分析建立混凝土極限強度腐蝕衰變模型和區(qū)間隧道襯砌結構極限狀態(tài)方程，采用一次二階矩驗算點法

4、利用計算機編程實現區(qū)間隧道主體結構可靠度分析與計算。最后簡要介紹了地鐵雜散電流腐蝕的危害，提出其防護的必要性，通過源控制法、排流法和新型法三個方面對地鐵系統雜散電流防護進行分析。 通過上述研究，得出地鐵區(qū)間隧道雜散電流分布的函數式及其分布圖，各因素對雜散電流分布的影響；受雜散電流腐蝕下區(qū)間隧道襯砌結構的耐久年限：區(qū)間隧道襯砌結構的可靠指標和失效概率以及可靠指標B值隨腐蝕時間的衰變曲線；隧道結構可靠度與耐久性受雜散電流腐蝕的影響；