損傷拉索剩余壽命預(yù)測模型與破損安全評價方法研究.pdf

1、斜拉橋由于其具有的結(jié)構(gòu)自重輕，跨越能力得到提高，施工更加便捷;橋墩少，受船只撞擊的幾率小，通航寬度大，通航能力強(qiáng);結(jié)構(gòu)的橫向剛度大，抗風(fēng)能力強(qiáng);造型美觀等優(yōu)點(diǎn)，在20世紀(jì)得到飛速的發(fā)展。拉索，作為斜拉橋的最主要承重傳力構(gòu)件，由于其結(jié)構(gòu)尺寸相對較小，使其成為斜拉橋結(jié)構(gòu)體系中最容易受到損傷的構(gòu)件之一，且對病害的敏感程度較高。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)階段出現(xiàn)的斜拉橋病害中，出現(xiàn)在拉索的各種病害占了絕大部分。這些病害使拉索的力學(xué)性能下降，銹蝕加快，耐久性降低

2、。因此對損傷拉索的研究對斜拉橋發(fā)展與安全運(yùn)營具有十分重大意義。
　　本文研究了拉索的腐蝕機(jī)理，外界環(huán)境對拉索的腐蝕速率產(chǎn)生影響的機(jī)理，環(huán)境中哪些因素對拉索腐蝕速率的影響大。根據(jù)電化學(xué)原理和正交實(shí)驗原理設(shè)計電化學(xué)的試驗方案，研究了在外界溫度、氯鹽的含量、PH值以及他們之間的兩兩的交互作用對高強(qiáng)度鋼絲腐蝕的影響，分析了高強(qiáng)度鋼絲的腐蝕速率和外界環(huán)境腐蝕因子之間的函數(shù)關(guān)系。為了研究拉索的腐蝕，建立了一個腐蝕因子的擴(kuò)散模型，當(dāng)拉索護(hù)套破損

3、后，分析了外界環(huán)境中的腐蝕因子沿著護(hù)套破損處往拉索內(nèi)部擴(kuò)散的機(jī)理。擴(kuò)散模型根據(jù)菲克定律和實(shí)際情況建立數(shù)學(xué)物理方程，擬定邊界條件和初始條件，解出此數(shù)學(xué)物理方程，得出時間和位置與腐蝕因子濃度之間的函數(shù)關(guān)系。在得出拉索內(nèi)部高強(qiáng)度鋼絲周圍的腐蝕因子濃度后，再根據(jù)不同腐蝕因子濃度與鋼絲的腐蝕速率之間的函數(shù)關(guān)系，最后得到了高強(qiáng)度鋼絲及拉索的腐蝕量。在經(jīng)過嚴(yán)密的理論推導(dǎo)、數(shù)學(xué)計算后，最終得到了計算拉索腐蝕量的方法，推導(dǎo)出了拉索力學(xué)性能退化程度，對拉索