原文传递
拉索钢丝损伤分级及其疲劳寿命研究
| 论文题名： | 拉索钢丝损伤分级及其疲劳寿命研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;拉索钢丝;腐蚀损伤;受力状态;疲劳寿命 |
| 摘要： | 随着我国现代化基础设施建设的逐步完善，仍处于运营中的桥梁设施步入了运营养护阶段。桥梁作为跨越山崖河谷的枢纽工程，随着运营使用年限的增长，钢构件出现了不同程度的腐蚀病害。对于斜拉桥而言，拉索作为最为关键的结构构件，其腐蚀与疲劳损伤严重威胁着整座桥梁的运营安全。针对运营中的斜拉桥拉索钢丝开展腐蚀损伤的分级研究，评估不同腐蚀程度与受力状态下的拉索钢丝剩余疲劳寿命，具有重要的工程实际意义。 本文进行的主要研究工作如下： （1）首先介绍了目前国内外腐蚀钢丝损伤的评定方法、拉索疲劳寿命评估的相关理论，确定本文中采用损伤容限设计法中 Paris公式定量反推试验索断裂钢丝的理论剩余疲劳寿命。 （2）以湘江银盆岭斜拉桥旧索钢丝为试验样本，对不同腐蚀等级下钢丝宏观参数与蚀坑几何参数进行测量统计分析，将镀锌钢丝腐蚀等级划分为6级，提出了包含钢丝直径参数指标与蚀坑参数指标的斜拉索钢丝腐蚀分级的新评价标准。 （3）利用电液式脉动疲劳机对不同腐蚀等级钢丝编排组合成的试验拉索进行疲劳寿命试验研究，得到不同载荷作用下拉索钢丝的剩余疲劳寿命以及拉索断丝规律。利用低倍电子显微镜测量钢丝疲劳断口型态，比较拉索钢丝断口裂纹源宽度B、初始裂纹深a0、裂纹扩展长度?a对剩余疲劳寿命N的影响。 （4）利用ABAQUS有限元计算软件建立了含典型蚀坑的钢丝有限元模型，分析了蚀坑处应力场的分布规律，得到蚀坑处最大应力集中系数随蚀坑参数变化的关系曲线及其拟合公式。通过对各类典型蚀坑曲线图对比分析，得到不同蚀坑形貌下蚀坑深度对应力集中系数的影响规律。 （5）运用断裂力学的损伤容限设计法，将蚀坑等效成半椭圆型初始裂纹，并采用Paris公式定量反推出疲劳试验拉索钢丝的理论剩余疲劳寿命。通过对比疲劳寿命试验值与理论计算值，两者吻合程度较好，能满足工程使用要求。 |
| 作者： | 吴佳东 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 陈星烨;许红胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
