原文传递
桥梁索体钢丝腐蚀特征和力学性能试验研究
| 论文题名： | 桥梁索体钢丝腐蚀特征和力学性能试验研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;索体钢丝材料;腐蚀机理;力学性能 |
| 摘要： | 索体是缆索承重体系桥梁中重要的传力和承载构件，在桥梁设计基准期内，索体钢丝易受到环境和力学等因素的影响发生腐蚀损伤导致其力学性能退化。本文通过钢丝的电化学腐蚀试验、表面腐蚀特征分析、力学拉伸试验和疲劳试验研究了钢丝的腐蚀特征和力学性能，主要研究过程和研究成果如下: 1)首先，探讨了钢丝腐蚀机理，然后利用电化学腐蚀试验研究了温度、应力、氯盐浓度、pH值四种单因素对钢丝基体腐蚀速率的影响，建立了腐蚀速率与各单因素间的函数关系式;最后基于响应面法试验设计，研究了温度、应力、氯盐浓度、pH值交互作用对钢丝基体腐蚀速率的影响，建立钢丝基体腐蚀速率与多因素间的函数关系式。研究表明，各单因素都会影响钢丝基体的腐蚀速率，且各因素间存在显著的交互作用。 2)其次，对旧索腐蚀钢丝的蚀坑尺寸进行了量化检测，然后利用数理统计方法研究了蚀坑尺寸的分布特征，并分析了蚀坑尺寸与均匀腐蚀之间的关系。研究表明，平均腐蚀深度、蚀坑深度服从广义极值分布，蚀坑长度、宽度服从对数正态分布。 3)第三，通过对新钢丝和旧钢丝进行了力学拉伸试验，得到了新、旧钢丝力学性能参数，研究了钢丝力学性能参数分布规律，并分析了钢丝拉伸断口特征。研究表明，钢丝延伸率、屈服强度、极限强度都随着腐蚀程度的增加而下降，且钢丝极限强度下降速率大于屈服强度;对钢丝力学性能的退化评价采用最大蚀坑深度作为参数比采用平均腐蚀深度更加合理和准确。 4)第四，通过对新钢丝、表面无腐蚀损伤钢丝、预制蚀坑钢丝进行疲劳试验，拟合得到了各钢丝试样的S-N曲线，研究了钢丝疲劳寿命变化规律，并分析了钢丝疲劳断口特征。研究结果表明:在低应力幅值下，表面无腐蚀损伤钢丝疲劳寿命下降较小，但有腐蚀损伤钢丝疲劳寿命随着腐蚀程度的增加下降幅度较大;在低应力幅值下，预制蚀坑钢丝疲劳寿命随腐蚀时间的增加、蚀坑深度的增加而下降;在高应力幅值下表面无腐蚀损伤钢丝、预制蚀坑钢丝疲劳寿命与新钢丝相比都出现了明显的下降，且疲劳寿命离散性增加。 |
| 作者： | 陈先亮 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 缪长青;冯兆祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
