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索承式桥梁腐蚀吊索安全性能与疲劳寿命评估
| 论文题名： | 索承式桥梁腐蚀吊索安全性能与疲劳寿命评估 |
| 关键词： | 索承式桥梁;吊索腐蚀;蚀坑形貌特征;应力强度因子;安全性能;腐蚀疲劳寿命 |
| 摘要： | 目前国内外学者对于索承式桥梁中的吊索纯疲劳进行了大量研究。但大量工程实例表明，吊索断丝或更换的真正原因是钢丝的腐蚀或腐蚀疲劳导致吊索力学性能退化和承载能力降低，这主要是因为桥梁运营环境均存在不同程度的腐蚀性，在循环荷载和腐蚀环境协同和交互作用下，吊索易发生腐蚀疲劳破坏。 相对于索承式桥梁吊索纯疲劳寿命评估，腐蚀疲劳吊索的承载力和寿命评估研究比较少，吊索腐蚀疲劳的研究还相对滞后，因此，如何在发挥索承式桥梁跨越能力优势的同时，及时准确地对腐蚀吊索的承载能力和疲劳寿命做出评估，既能防止吊索构件在桥梁运营过程中的突然断裂，保证人民的生命和财产安全，又能在恰当的时间进行吊索更换，降低维护成本，是本文研究的主要目的。本文主要研究内容及创新点概括如下: (1)统计分析了腐蚀吊索钢丝蚀坑三维尺寸的随机分布特征，利用分形理论研究了蚀坑三维尺寸分形特征以及腐蚀钢丝轮廓线的分形特征。 (2)利用电化学工作站研究了NaCl浓度、pH值和温度等影响因素对钢丝腐蚀速率的影响，基于响应面法研究了各因素之间对钢丝腐蚀的互相影响。 (3)通过袁州大桥腐蚀钢丝静力拉伸试验，研究了钢丝力学性能参数与钢丝失重率、蚀坑最大深度的关系，建立了钢丝力学性能参数分布模型。利用子模型法研究了带有表面裂纹钢丝应力强度因子，得到带有表面裂纹钢丝应力强度因子形状修正系数表达式，然后基于蚀坑等效和断裂力学建立了大跨桥梁吊索安全性能评估方法。 (4)通过实际桥梁上拆除的腐蚀钢丝、预腐蚀钢丝、人造蚀坑钢丝等几种钢丝的疲劳试验，研究了腐蚀蚀坑尺寸对吊索钢丝疲劳寿命和裂纹形状演化特征的影响。 (5)综合考虑索承式桥梁吊索钢丝腐蚀疲劳破坏过程，分析了吊索钢丝腐蚀疲劳裂纹形成和扩展特点，提出了适合于工程应用的吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估方法。 |
| 作者： | 孙传智 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 李爱群;缪长青 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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