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大跨桥梁缆索钢丝的腐蚀疲劳研究
| 论文题名： | 大跨桥梁缆索钢丝的腐蚀疲劳研究 |
| 关键词： | 大跨桥梁;缆索钢丝;腐蚀疲劳;数值模拟;力学性能 |
| 摘要： | 缆索（拉索以及吊索、吊杆）是缆索支承型桥梁结构的主要承载和传力构件，易受沿海、湿雾多雨、化学烟雾等环境腐蚀。疲劳损伤、腐蚀疲劳是缆索破坏的最主要形式。对缆索的腐蚀疲劳寿命和承载能力进行准确评估，是适时进行缆索维护，保证大桥正常安全运行的重要依据。因此开展大跨桥梁缆索的腐蚀疲劳研究具有重要的意义。 本文通过对大跨桥梁缆索钢丝的电化学试验、应力腐蚀试验、疲劳试验，结合理论分析和数值模拟，研究了不同环境因素以及应力对钢丝腐蚀的影响，分析了钢丝的腐蚀疲劳规律以及力学性能退化规律，本文的主要研究过程及结果如下: 1)考虑大跨桥梁缆索环境腐蚀主要影响因素，首先进行了钢丝镀锌层的单因素腐蚀试验，然后基于正交试验设计原理和分析方法研究了温度、NaCl浓度、pH值等主要因素及交互作用对钢丝基体腐蚀速率的影响。建立了钢丝镀锌层、基体腐蚀速率与环境腐蚀因素之间的计算公式。 2)根据钢丝的应力腐蚀机理，研制了钢丝应力腐蚀试验加载装置。根据响应面法进行试验方案设计，进行了应力腐蚀试验，计算了各种环境因素(pH、NaCl浓度)和应力耦合情况下镀锌钢丝的腐蚀速率。通过多元非线性回归模型的方法，建立了腐蚀速率与各因素之间的拟合曲线方程，分析了环境因素和应力对钢丝腐蚀行为的影响。 3)进行了不同应力状态下钢丝的加速腐蚀试验和腐蚀后钢丝的力学性能试验，研究了腐蚀龄期、应力对钢丝腐蚀速率和腐蚀损伤率的影响，分析了腐蚀后钢丝力学性能的退化规律。 4)探讨了钢丝腐蚀疲劳机理，进行了新钢丝、不同腐蚀程度旧钢丝的疲劳试验。分析了钢丝疲劳寿命退化规律，为合理确定在役大跨桥梁缆索的疲劳寿命提供了依据。 |
| 作者： | 尉廷华 |
| 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： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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