腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性的影响分析
腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性的影响分析
关键词：斜拉桥，风车，风力，腐蚀，疲劳可靠性
2. 腐蚀对斜拉桥拉索的影响
腐蚀是金属在特定环境中受到化学或电化学作用而逐渐失去原有的金属性能的过程。斜拉桥拉索通常由高强度的钢材构成，在使用过程中容易受到腐蚀的影响。腐蚀会导致拉索金属截面减小、横断面形状不均匀、表面粗糙度增大等，从而降低拉索的疲劳寿命和可靠性。特别是在海洋环境中，氯化物、硫化物等物质对拉索腐蚀的影响更加明显，因此斜拉桥在海域建设时需要更加谨慎地考虑腐蚀问题。
3. 风车对斜拉桥拉索的影响
风力发电机通常安装在高大的塔架上，并通过叶片受风转动产生电力。风力对斜拉桥拉索的影响主要包括风力的振动和风切变效应。在强风下，风力会对拉索产生周期性的振动，这些振动作用下会加剧拉索的疲劳损伤。风力还会引起风切变效应，即不同高度处的风速不同，这会导致拉索在不同位置受到不均匀的风力作用，从而导致拉索的应力分布不均匀。这些都会对拉索的疲劳性能产生负面影响。
4. 风车联合作用下斜拉桥拉索的疲劳可靠性分析
为了评估风车联合作用下斜拉桥拉索的疲劳可靠性，可以采用有限元分析方法。根据具体工程情况建立斜拉桥拉索的数学模型，考虑腐蚀和风车联合作用下的外部荷载，进行静力和动力分析。然后，利用仿真软件模拟不同工况下拉索的应力分布和变形情况，结合疲劳寿命理论，计算拉索的疲劳可靠度。根据分析结果对设计方案进行优化或改进，以提高拉索的疲劳可靠性。
5. 结论
腐蚀和风车联合作用下斜拉桥拉索的疲劳可靠性分析是一个复杂而重要的工程问题。通过对腐蚀和风车联合作用下斜拉桥拉索的影响进行深入分析，可以为相关工程设计和施工提供一定的参考，保证斜拉桥的安全可靠运行。未来，可以进一步开展实验研究，验证有限元分析的结果，为相关工程提供更为可靠的设计依据。
浅谈斜拉索使用寿命
浅谈斜拉索使用寿命
摘要 国内外知名桥梁拉索破断寿命据统计在2-16年，很少超过20 年，平均为桥梁服役寿命的1/10 左右。随着桥梁拉索技术的改进，有望增加其平均寿命。而统计表明桥梁拉索的破断寿命是分散的、不确定的、无定向定量规律的，本文将从斜拉索的布置方式、倾角作为受力切入点，探索斜拉索及其系统的损坏。 关键词 斜拉桥斜拉索系统使用寿命
目录 一、拉索布置 (1) 1. 辐射形 (1) 2. 扇形 (1) 3. 竖琴式 (1) 二、斜缆的倾角 (1) 三、影响斜拉索系统使用寿命主要原因 (1) 1. 腐蚀 (1) 2. 振动影响 (1) 3. 疲劳影响 (1) 4. 安装与养护不当 (1) 5. 拉索松弛影响 (2) 6. 意外事故 (2) 四、换索两大原因 (2) 五、斜拉索索力的调整与更换 (2) 参考文献 (2)
一、拉索布置 1. 辐射形 拉索倾角大，传递竖向荷载的效率高，而且张力水平分力也比较小，可以减轻主梁的轴向压力。缺点是塔顶锚固过于集中，构造处理也非常困难，因此，除拉索数量不多的小跨斜拉桥以外很少采用。 2. 扇形 拉索在索塔锚固分散到一定高度范围，其分布范围由锚固构造要求确定，一般两个锚固点的间距为3-4m左右。这种布置方式索力传递接近于最合理，构造也能满足施工要求，是斜拉桥普遍采用的一种结构形式。 3. 竖琴式 拉索布置是平行布置拉索的结构体系，最大特点是避免拉索之间相互交叉的视觉效应，拉索长度变化有韵律，景观效果好。而且对主梁的轴向变形约束刚度大。缺点是竖向的传力效果比较差。当拉索布置对斜拉桥经济性影响不大时或者从景观需要考虑，实际可采用竖琴形的拉索布置形式。 二、斜缆的倾角 如图一所示，假设塔高h及主跨的水平力H为不变的常数，锚索倾角B及边跨跨度L1 为可变数。拉索轴力Nc与截面积Ac与cos B成反比。斜缆长度Lc与sin B成反比，斜 缆的体积（或重量）为其截面积与长度之积 图1斜缆的倾角 三、影响斜拉索系统使用寿命主要原因 1. 腐蚀：腐蚀是斜拉索损坏的主要原因。引起斜拉索腐蚀的常见因素有：氧化、水、电化电位（氢离子、三氧化硫、二氧化氮）、持续作用于斜拉索的拉应力等，这些因素都会引起钢材腐蚀，产生应力腐蚀裂缝和氧化断裂。 2. 振动影响：斜拉桥在车辆、风荷载作用下容易产生振动。尤其是长斜拉索，风致振动的幅度更大，次数更多。这样的振动会加剧应力幅值的变化，产生局部附加应力，导致断丝等。 3. 疲劳影响：腐蚀以后的高强钢丝与荷载应力、环境因素叠加，会使其抗疲劳性能显著降低。 4. 安装与养护不当：安装时斜拉索拉力误差（过大）、不注意防锈、疏于养护都会加剧斜拉索的损坏。在制造运输过程中的意外刻伤也会导致其钢丝应力集中，使其抗疲劳能力下降。 5. 拉索松弛影响：由于拉索松弛伸长，拉索无法维持原有的长度和应力，而拉索防护体系又无法适应拉索的大延伸量，加之防护体系各部分更是无法变形一致，从而使防护体系出现裂缝，盐
大跨度斜拉桥拉索安全性分析方法研究
大跨度斜拉桥拉索安全性分析方法研究 对斜拉桥结构安全性进行衡量的最为关键的一个标准就是运营期间斜拉桥斜拉索的安全性。出于对斜拉索钢丝与高强拉丝不均匀性之间相互影响的考虑，本文立足于可靠度观点对桥梁运营条件下斜拉索安全系数的变化进行了分析，然后以此为基础对分析大跨度斜拉桥拉索安全性的有效对策进行了分析。 标签：斜拉桥；拉索；安全系数 对斜拉桥结构安全进行衡量的重要指标就是运营期间斜拉桥斜拉索的安全性，由于钢丝本身的疲劳和锈蚀而导致断裂，这一现象是导致斜拉索受到破坏的关键原因，斜拉桥在使用期间的失效事故大部分都是由拉索失效引发的。本文以某大桥斜拉索工程为例，对大跨度斜拉桥拉索安全性的分析方法进行了分析。 1.大跨度斜拉桥拉索强度模型分析 大跨度屋盖中的索承体系、吊桥的吊索、悬索桥的吊索和主缆、斜拉桥的斜拉索等在对静荷载和动荷载进行承受的时候都采用了缆索。通常在设计阶段将组成索的钢丝公称破断力加起来作为钢索公称破断索力。但是因为在结构评估阶段需要对拉索承载力进行准确的计算，并且要对在增长的荷载作用下钢索出现的失效过程的复杂性进行考虑，对钢丝在承受荷载和变形的时候出现的索内断丝、腐蚀、交互效应等情况的综合影响进行考虑[1]。 2.采用Monte Carlo法对拉索强度进行估算 首先，钢丝样本本构之间的关系：因为受到了试验设备条件的影响，一般从钢丝样本的室内拉伸试验中对拉索的强度进行研究。在工程施工后期，分别选取其上游两个拉索中的长钢丝实施静力试验。本文以试验结果为根据，选择两阶段模型对拉索钢丝的本构特性进行模拟，采用线性对第一阶段进行表示；采用简化成线性的方式对样本非线性后屈服特性进行表示。尽可能少的控制点、计算更加方便、简单是简化钢丝将本本构关系时必须遵守的原则。通过对E、εe、εu、σu 等四个随机变量的利用，以试验结果为根据对随机变量的统计分布参数进行确定，其中统一量均值和试验均值之比就是均值系数，标准差与均值之比就是变异系数[2]。统一的统计分布式所有变量的服从对象。在本次研究中选择对数正态分布和正态分布，并未对随机变量之间的相关性等进行考虑，各个变量之间假设具有相互独立性。下表1为随机变量的统计分布。 其次，钢丝本构关系：采用简化模拟的方式将一根钢丝模拟成一个串联系统，这个串联系统是由m段钢丝试样共同组成的，那么该钢丝的强度也就是其中最弱节段的强度。采用L和L0来表示钢丝的长度和节段长度。这时候如果将拉力施加在钢丝端部，就会有不同的应变出现于不同的节段。在这种情况下，这个问题就变成了串联问题。
复杂服役环境下桥梁拉索索体结构腐蚀损伤 机理研究
复杂服役环境下桥梁拉索索体结构腐蚀损伤机理研究 摘要：索桥的拉吊索在桥梁恒载、营运荷载以及风、雨、地震载荷等作用下时，拉吊索易发生大幅的振动，尽管采取了减震措施，但拉吊索的振动还是较大。在 外护套破损处，拉索索体的钢丝或钢绞线将会直接暴露在酸雨、盐雾等复杂服役 环境中，在环境中的腐蚀性气体离子和交变荷载作用的相互作用下，发生气相腐 蚀-疲劳的索体钢丝或钢绞线塑性降低，脆性增强，容易发生拉索破断事故。因此，作为在役拉索桥最重要的承载部件之一的拉吊索，其耐久性、可靠性一直是我国 桥梁工程领域拉索研究的重点和难点，本文就是基于桥梁拉索结构在复杂服役环 境下腐蚀损伤机理的研究。 关键字：拉索；腐蚀损伤机理；使用寿命；拉索更换。 一、概述 1997年建成通车的重庆李家沱长江大桥，于2017年10月完成了拉索更换， 截止目前，我国上世纪90年代中期修建的斜拉桥、悬索桥基本上都更换了拉索、吊索。这些已经更换的拉吊索，服役寿命远没有达到设计的30年使用寿命。通 过文献检索发现，多数拉索桥换索是拉吊索的外护套严重破损，索体钢丝直接暴 露在服役环境中，锈蚀严重，服役可靠性降低的原因。多则十几年，少则几年时间，远远没有达到拉吊索设计的30年基准年限。拉吊索服役环境复杂,其防护系 统极易受外部环境的影响而失效。如果外护套破损，索体内的钢丝、钢绞线直接 与服役的腐蚀环境中介质接触，特别是一些特殊的服役环境如：严重的酸雨地区、大气重污染区、紫外线强烈区以及邻近海洋等地区，索体钢丝或钢绞线将承受交 变荷载（恒载、营运荷载、风荷载等）与腐蚀环境的耦合作用，腐蚀加剧，塑性 性能降低，脆性增强。在复杂空间应力作用下发生腐蚀-疲劳的拉吊索会突然断裂，造成重大安全事故和严重的社会影响。为保证整个桥梁的营运安全，相关拉吊索 须进行拉索更换。 二、拉索PE护套的腐蚀损伤演化过程及服役寿命的影响因素 拉吊索在服役状况下，外护套长期暴露在外界腐蚀环境中，受营运荷载、风 荷载、紫外线、温度等多种不利因素耦合作用，随服役时间的增加，外护套会发 生蠕变、破损、开裂等病害。如果原材料的质量不达标或加工制作等存在缺陷， 外护套就会因这些缺陷，在一些比较薄弱的部位率先发生劣化。耐环境应力开裂，是指拉索结构的外护套抵抗这种环境应力开裂的抵抗能力，耐环境应力开裂的持 续时间就是劣化寿命。 （一）原材料因素 目前，高密度聚乙烯标准中PE材料指标更多的参考了电缆行业标准,对PE材 料性能与拉吊索实际所处的恶劣环境对外护套的性能要求是否相符研究不多。正 常情况下，拉吊索外护套原材料配方应匹配于不同的服役环境。不同的原材料配 方具有不同的特性，与不同的服役环境相适应。 （二）生产、盘卷及安装期间的影响 1、制作温度控制 在生产过程中，预热温度、挤出机内塑料温度、模口塑料温度的控制非常关键。拉吊索护套原材料是颗粒状，经挤塑机加热揉化后被覆在钢丝索股上，在原 材料揉合过程中如果温度过高，PE基料将发生碳化，索体表面非常光滑，但发生 碳化的PE料必定缩短外护套的寿命；而温度过低，PE颗粒得不到充分揉化，没 有充分揉化的颗粒潜伏在索体表面阻断了树脂分子与分子之间的联系，该处也最
斜拉桥拉索常见病害成因分析
斜拉桥拉索常见病害成因分析 摘要：在国内，斜拉桥以其跨越能力和独特的美观效果在近二十年内得到长足的发展和广泛的应用。然而，由于斜拉桥结构体系的复杂性、材料本身的缺陷，施工技术、方法、质量问题，环境腐蚀，车辆超载及运营期养护管理不到位等因素，建成的斜拉桥的拉索出现了不同程度的病害。本文归纳总结斜拉桥拉索的主要病害，并对病害的产生原因进行分析。 关键词：斜拉索病害成因分析 1 引言 斜拉索是斜拉桥的主要承重结构之一，其安全性直接影响到斜拉桥的安全。然而由于拉索材料和技术上的问题，斜拉桥的耐久性没有得到应有的保证，这使得桥梁养护管理者不得不面对着大量的斜拉桥换索问题。本文归纳总结了已有的斜拉索病害现象及其产生的原因。 2 拉索病害及原因分析 斜拉桥的桥跨结构的重量和桥上承担的活荷载的绝大部分都是通过斜拉索传递到索塔上的。无论是什么类型的斜拉桥均要求其斜拉索具备良好的抗疲劳性能、耐久性、抗腐蚀性和安全性。 斜拉索因其材料为钢材，故具有易腐蚀的特点。此外，斜拉索在车辆荷载的反复作用下会产生疲劳，而风荷载引起的抖振、颤振以及因雨水顺索流动而形成的雨振等振动现象加大了斜拉索疲劳作用的影响，同时也破坏了斜拉索的防护体系，加速了斜拉索的锈蚀进程。在对国内外多座斜拉桥拉索的病害资料进行收集、分析的基础上，对目前普遍使用的斜拉索进行分析，将其主要病害分为以下几类： 2.1 拉索护套损伤 在各种防护体系类型的斜拉索病害中几乎都出现了护套开裂问题。常用的PE防护层损伤表现为横向开裂、纵向开裂、刮痕、断开、起皱，脱层、凹坑、翘皮等，拉索PE护套损伤原因主要有以下几点： （1）PE护套长期暴露在空气中，经受着紫外线的照射、雨水冲淋、有害气体的腐蚀和拉伸应力的作用。其中，拉伸应力作用使得PE防腐层的分子间产生间隙，紫外线的照射或有害溶剂渗透到间隙中会导致分子间的凝聚力降低，引起分子移动，其宏观表现为PE防护材料的老化和龟裂。很多护套的开裂都是从索的迎光面开始的。此外，不同的PE粒子材料，其耐环境应力开裂的性能差异较大。而受种种因素的影响，国内许多工程拉索所用的PE材料的耐环境应力开裂的性能指标不满足要求，护套在短期使用后便会产生开裂现象。
腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性的影响分析
腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性的影响分析 关键词：斜拉桥，风车，风力，腐蚀，疲劳可靠性 2. 腐蚀对斜拉桥拉索的影响 腐蚀是金属在特定环境中受到化学或电化学作用而逐渐失去原有的金属性能的过程。斜拉桥拉索通常由高强度的钢材构成，在使用过程中容易受到腐蚀的影响。腐蚀会导致拉索金属截面减小、横断面形状不均匀、表面粗糙度增大等，从而降低拉索的疲劳寿命和可靠性。特别是在海洋环境中，氯化物、硫化物等物质对拉索腐蚀的影响更加明显，因此斜拉桥在海域建设时需要更加谨慎地考虑腐蚀问题。 3. 风车对斜拉桥拉索的影响 风力发电机通常安装在高大的塔架上，并通过叶片受风转动产生电力。风力对斜拉桥拉索的影响主要包括风力的振动和风切变效应。在强风下，风力会对拉索产生周期性的振动，这些振动作用下会加剧拉索的疲劳损伤。风力还会引起风切变效应，即不同高度处的风速不同，这会导致拉索在不同位置受到不均匀的风力作用，从而导致拉索的应力分布不均匀。这些都会对拉索的疲劳性能产生负面影响。 4. 风车联合作用下斜拉桥拉索的疲劳可靠性分析 为了评估风车联合作用下斜拉桥拉索的疲劳可靠性，可以采用有限元分析方法。根据具体工程情况建立斜拉桥拉索的数学模型，考虑腐蚀和风车联合作用下的外部荷载，进行静力和动力分析。然后，利用仿真软件模拟不同工况下拉索的应力分布和变形情况，结合疲劳寿命理论，计算拉索的疲劳可靠度。根据分析结果对设计方案进行优化或改进，以提高拉索的疲劳可靠性。 5. 结论 腐蚀和风车联合作用下斜拉桥拉索的疲劳可靠性分析是一个复杂而重要的工程问题。通过对腐蚀和风车联合作用下斜拉桥拉索的影响进行深入分析，可以为相关工程设计和施工提供一定的参考，保证斜拉桥的安全可靠运行。未来，可以进一步开展实验研究，验证有限元分析的结果，为相关工程提供更为可靠的设计依据。
斜拉桥拉索主要病害成因与预防措施综述
斜拉桥拉索主要病害成因与预防措施综 述 摘要：拉索是斜拉桥结构中重要的构件，在长期运营的过程不可避免存在病 害情况。拉索护套破裂导致直接导致病害的产生，在交变荷载作用及各种环境因 素影响下，拉索病害程度不断发展，最终可能造成拉索的严重损伤甚至断裂，严 重影响斜拉桥结构的安全，为此，本文从拉索病害的机理出发，结合国内外学者 的研究情况作出综合评价，并总结出拉索病害预防的措施，以为今后的相关研究 和工程应用提供一些参考价值。 关键词：拉索病害；损伤机理；应力腐蚀；疲劳腐蚀； 中图分类号：文献标志码：A 文章编号： 0.引言 斜拉桥跨越能力大、造型宏伟美观，往往成为一地的标志性建筑，但是近些 年来，斜拉桥问题多发，甚至出现严重的安全事故，而事故的起因通常源自于拉 索病害。拉索作为斜拉桥主要受力构件，负责承载桥梁的重量，因此长期处于高 应力状态，在交变荷载作用及各种环境因素影响下，易出现损伤问题，对斜拉桥 结构的正常使用和安全运营都有着重大影响。因此对斜拉桥拉索病害及机理进行 分析，采取合理的防治措施以保证结构的安全十分必要。 1.斜拉索主要病害及成因 斜拉索通常主要由高强钢丝束（钢绞线）与外部保护体系组成，长期处于跨 越江河海湾的地理位置，暴露在潮湿的空气中，极易产生病害严重影响拉索性能。其中腐蚀是拉索病害的主要原因。斜拉索通常是采用 HDPE护套对斜拉索内的预
应力钢丝进行防腐，但随着时间推移，拉索依旧出现腐蚀情况，导致钢丝断裂甚 至拉索断裂，严重影响桥梁结构的安全。 斜拉索高强钢丝在拉索保护体系被破坏后便开始腐蚀，斜拉索的腐蚀主要是 材料中的钢材与周围介质发生化学作用，从而引起钢材腐蚀。拉索的腐蚀主要包 括应力腐蚀、疲劳腐蚀，应力腐蚀主要指金属构件在拉应力和腐蚀条件耦合作用 下的加速腐蚀，斜拉索高强钢丝在应力腐蚀下，一旦形成微裂纹，裂纹便会迅速 发展，断裂前没有明显的预兆，所以应力腐蚀是所有腐蚀类型中破坏最严重的一种。疲劳腐蚀是疲劳荷载作用下发生的腐蚀，疲劳荷载与腐蚀耦合导致拉索的疲 劳寿命急剧下降。点蚀是疲劳腐蚀的起始区，加速了疲劳裂纹扩展和疲劳应力集 中在断裂带中的疲劳断裂[[1]]。 2.斜拉索病害机理 周健鸿[[2]]认为复杂的外界环境侵蚀下，斜拉索的外层HDPE护套极易发生破损、开裂，导致钢丝直接暴露在大气环境中，在腐蚀介质和紫外线的耦合作用下，而且索体的高应力也会加剧HDPE护套的破损，从而导致腐蚀介质进入索体与内 部钢丝接触发生电化反应，使得钢丝腐蚀并造成钢丝力学性能损伤将会加剧钢丝 的腐蚀。 王宇[[3]]总结分析了影响斜拉桥拉索长期性能的服役环境与荷载因素，认为 桥梁拉索的长期性能影响因素主要分为大气环境腐蚀以及荷载作用。拉索防护系 统在环境和荷载耦合作用下出现病害后,其防护性能会下降甚至失效,大气腐蚀环 境中的硫酸根离子、氯离子、灰尘颗粒等作为腐蚀因子侵入扩散进拉索索体内, 导致拉索在荷载和腐蚀环境耦合作用下发生腐蚀损伤。大气环境中的空气相对湿度、腐蚀因子浓度、PH值、温度都是影响拉索腐蚀损伤速率的重要因素。此时由 于斜拉桥拉索处于高应力状态和疲劳应力状态，点腐蚀、应力腐蚀断裂、腐蚀疲 劳等对缆索系统往往产生致命的影响，从而影响桥梁结构的耐久性，降低桥梁结 构的使用寿命。 李涛[[4]]等人通过开展室内盐雾加速腐蚀实验，研究分析了各种应力状态下 腐蚀钢丝的腐蚀失重量及弹性模量、抗拉强度等力学性能的变化，拉索的腐蚀疲
斜拉桥损伤形态
斜拉桥损伤形态及成因 摘要：通过搜集和整理斜拉桥的病害及其成因分析资料，总结斜拉桥结构中拉索损伤、主梁损伤、索塔损伤及附属结构损伤的产生原因，分析得出斜拉桥最容易损伤的部位是斜拉索，然后依次是主梁、索塔。 关键字：斜拉桥损伤部位原因 0 引言 虽然我国的斜拉桥建桥历史不长，但是由于斜拉桥设计规范和理论的不完善、施工质量问题以及运营交通量剧增等多方面的原因，目前相当数量的斜拉桥已提前发生损伤，导致结构的退化，甚至出现安全性问题［1］。为了防止斜拉桥安全性问题的出现，如果能够根据斜拉桥的病害资料找出斜拉桥的易损部位以及由于各种原因引起的斜拉桥损伤形态，建立斜拉桥的损伤模式库，对于斜拉桥的损伤识别和健康监测系统的发展将是非常有意义的。 1 斜拉桥病害及成因分析 （1）拉索损伤 1）电化腐蚀引起的损伤。腐蚀是拉索损坏的主要原因。氧气、水、氯离子、持续作用于高强钢丝的拉应力等因素都会引起钢材腐蚀，产生应力腐蚀裂缝和氢化断裂，造成拉索承载能力过早地衰退，从而使该斜拉桥受力状态产生了严重退化。所以斜拉桥，尤其是跨海斜拉桥应当非常注意防腐问题。 2）振动影响引起的损伤。斜拉桥刚度较小，在车辆、风荷载、风雨联合作用下容易产生振动，在拉索中产生很大的应力变化，在某些情况下，甚至会产生反向应力，使得拉索对桥梁的振动更为敏感，激烈的振动会大大加速钢索防腐层的磨耗或破损，影响防腐保护体系的完整，加剧拉索的腐蚀［2］。或在风雨荷载或者风、车辆耦合荷载作用下引起斜拉索振动导致钢护套振坏而发生斜拉索损伤，由于长索的振动频率比短索低，更容易发生各种类型的振动，振动过程中，原有破损位置将加速破坏。 3）施工质量及养护不当。由于制作质量、施工质量差，高强钢丝有接头、机械损伤、刻痕、断丝等情况；热挤PE护套因温度、含水量、均匀性、光泽控制不好、外表被划伤而减
腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性的影响分析
腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性的影响分 析 1. 引言 1.1 研究背景 斜拉桥是一种常见的大型跨海大桥，其结构复杂，安全性要求高。而斜拉桥的拉索是支撑桥梁的重要部件，其安全性直接关系到整座桥 梁的稳定性和可靠性。由于海水中含有大量的盐分和腐蚀物质，斜拉 桥的拉索容易受到腐蚀的影响。在斜拉桥上安装风车也为拉索的受力 和腐蚀带来了新的挑战。 在此背景下，研究腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性 的影响具有重要意义。通过深入分析腐蚀和风车对斜拉桥拉索的影响 机理，可以为斜拉桥的设计、建造和维护提供更科学的依据。对斜拉 桥拉索疲劳可靠性的分析，可以为确保斜拉桥的安全运行提供重要参考。本研究旨在探讨腐蚀和风车联合作用下斜拉桥拉索的疲劳可靠性 问题，为提高斜拉桥的安全性和可靠性提供技术支持。【2000字】 1.2 研究目的 研究目的是为了探究腐蚀对风车斜拉桥拉索疲劳可靠性的影响， 并分析其具体的作用机理。通过深入研究腐蚀与风车、风车与斜拉桥 之间的关联作用，从而提出相应的改善和预防措施，提高斜拉桥拉索 的使用寿命和安全性。本研究还旨在探讨相关的可靠性分析方法，在
对腐蚀、风车和斜拉桥的影响进行综合分析的基础上，提出合理有效 的工程管理建议，为风车斜拉桥项目的设计、建设和运营提供科学依 据和技术支持。通过本研究，可以为相关领域的研究者和从业人员提 供理论指导和实践参考，推动风车斜拉桥工程的可持续发展，促进工 程建设的安全与可靠。 1.3 研究意义 腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性的影响分析的研究 意义非常重大。随着风力发电的快速发展，斜拉桥作为风力发电场重 要的支撑结构，其安全可靠性受到广泛关注。腐蚀是斜拉桥拉索长期 暴露在风力发电场环境下不可避免的问题，对其疲劳可靠性造成了一 定影响。通过研究腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性的影响，可以为提高斜拉桥的安全性提供理论基础。 对腐蚀对风车的影响以及风车对斜拉桥的影响进行分析，可以帮 助人们更深入地了解风力发电场结构系统的运行机理，为风力发电领 域的工程设计和维护工作提供科学依据。相关可靠性分析方法的研究 也将丰富可靠性理论，有助于完善结构工程领域的疲劳可靠性评估方法。 通过对腐蚀对风车斜拉桥拉索疲劳可靠性的影响进行深入分析， 可以为风力发电场的工程实践提供更加准确和可靠的设计指导，提高 风力发电设施的安全性和稳定性，推动风力发电产业的持续健康发展。本研究具有重要的理论和实践价值。
腐蚀对可靠性影响
考虑腐蚀影响的XX 结构可靠性研究 1 引言 结构失效是指结构在外部载荷的作用下，由于发生变形、断裂等使结构不能 完成既定的功能的现象。XX 主要承受静水压力作用，且反复上浮和下潜，所以失效形式主要有：（1）强度不足；（2）屈曲；（3）疲劳破坏。这些失效模式都受到海水腐蚀的影响。据统计，潜艇如静止于水中，其艇体钢材每年被腐蚀的深度约为0.1~0.2毫米；如在航行中则平均每年被腐蚀的深度可达0.25 毫米，而蚀坑最大平均深度可达0.5 毫米以上。个别保护不当的XX 的腐蚀程度将更严重。例如我国南海某XX 一次远航归来，发现艉水平舵周围的框架严重腐蚀，非耐压壳排水管周围的钢板也被腐蚀透了。有的XX 下水不到两年，非耐压壳体被腐蚀得不能继续使用了。 腐蚀的存在不仅增加了XX 进坞的次数，而且会使部分构件的几何尺寸减小，导致其抵抗变形和破坏的能力严重下降，甚至还有可能形成新的疲劳源，使疲劳寿命大大降低。 腐蚀是一个非常复杂的物理化学现象，其机理尚未完全清楚。对于XX 结构 腐蚀而言，受到材料、海洋环境、腐蚀保护系统、海洋生物等因素的影响。从目前日本、韩国、美国的科研人员得到的船舶结构实测数据来看：腐蚀量的尺寸分布带很宽，腐蚀量的统计标准差甚至大于平均值；最大腐蚀量比平均值高得多；油漆涂层的寿命对腐蚀影响很大。腐蚀量呈现出高度的离散性。 从宏观上来讲，XX 结构的腐蚀可以分为整体腐蚀和局部腐蚀。前者主要体现在板厚逐年均匀减小，承载能力下降。后者又可分为点腐蚀、沟槽腐蚀。局部腐蚀将引起板壳泄漏，但一般不会对整体承载能力造成明显的影响（夏兰廷，2003）。本课题讨论腐蚀的目的在于其对强度和疲劳的影响，因此这里所指的腐蚀主要是整体腐蚀。 目前解决XX 腐蚀问题常用的方法是采用平均年腐蚀量方法。根据XX 的服役期限，在强度稳定性计算的基础上参考年平均腐蚀量把壳板的厚度额外增加几个毫米，或者把腐蚀对XX 结构强度和稳定性的影响计入到安全系数中，以保证
斜拉桥-独塔单索面非对称斜拉桥研究资料
1 绪论 1.1 课题研究背景 斜拉桥是一种由塔、梁、索3种基本构件组成的高次超静定组合桥梁结构体系[1]。斜拉桥的桥面体系是以主梁受压或受弯为主，而其支承体系是以拉索受拉和索塔受压为主。斜拉索由桥塔上部引出并多点弹性支承于桥跨，这样的结构形式使斜拉桥的主梁受力类似于连续梁，从而大大降低了主梁截面弯矩，有效地提高了主梁的跨越能力。从斜拉桥的结构形式和主梁、索塔、斜拉索三大构件的受力特征看，斜拉桥具有形式多样、造型美观，主梁高度不高、优良的跨越能力等特点；斜拉桥的设计结构特点包括计算机结构分析和计算、高次超静定结构、应用有限单元法；与其它桥型相比，斜拉桥的特性包括：斜拉桥是跨径250m~600m的最合适桥型，而斜拉跨径600m~1000m时，斜拉桥是仅次于悬索桥的合适桥型[2]。 由于斜拉桥的种种优点，斜拉桥已广泛应用于现代城市桥梁和大跨度桥梁的建设当中。然而，在斜拉桥的运营过程中，由于频繁承载甚至承受超载，加上长期的自然侵袭以及人为事故造成的损坏，斜拉桥会产生各种病害。随着服役年限的增长，桥梁发生病害的部位会越来越多，损坏程度也会越来越严重[3]。另一方面，在结构上来说，斜拉桥属于柔性结构，在风力、地震力其他自然及人为的动力影响时容易发生振动，这些振动对于斜拉桥的受力来说是不利的。 斜拉索是斜拉桥的核心组成部分，现用的斜拉索绝大多数为钢制斜拉索，但钢斜拉索存在很多问题，如振颤、防腐、锚固点的应力疲劳等。其中斜拉索及其锚具的防腐问题尤为显著，由于斜拉索锈蚀而导致斜拉桥被迫换索已经占到了相当高的比例[4]。 对于已建斜拉桥，在其营运过程中某些构件损坏尤其是斜拉索损伤会导致桥梁极限承载能力的降低甚至导致突然坠毁事故，这些问题给人们生活和社会稳定带来极大的安全隐患。因此，对既有营运斜拉桥病害检测及加固研究工作显得尤为必要。 1
斜拉桥斜拉索的主要病害及成因分析
最新【精品】范文参考文献专业论文 斜拉桥斜拉索的主要病害及成因分析 斜拉桥斜拉索的主要病害及成因分析 摘要：我国的斜拉桥起步较晚，1975年建成的跨径76m的四川云阳桥是国内第一座斜拉桥，80年代中后期是我国斜拉桥开展的鼎盛时期，至今为止建成或正在施工的斜拉桥共有100余座，其中跨径大于200m的有52座。跨度 超过400m的斜拉桥已达20座，居世界首位。由于斜拉桥的成桥使用条件比拟复杂且防护技术也不完善，因此，在 斜拉桥运营假设干年之后，桥体不可防止地会出现许多病害。 拉索是斜拉桥的主要受力构件，对斜拉结构桥梁的结构平安和实用寿命具有直接的重要影响。 然而，斜拉索从出现时起，就不可防止地受到腐蚀退化、振动疲劳衰减等各种不利因素的作用。 关键词：斜拉索；防护系统；主要病害；成因分析中图分类号：U448文献标识码：A 拉索病害及成因分析 在斜拉桥设计、施工和使用过程中，尽管对斜拉索采取了各种防腐、减隔振措施，但由于方法、工艺、材料等不合理，使得斜拉索病害已成为制约斜拉桥使用寿命的关键性因素。因此，分析斜拉 索病害原因，在设计、施工和使用斜拉桥时给予足够的重视，并采取各种有效措施延长拉索的使用 寿命。 拉索腐蚀 腐蚀是物质与介质作用而引起的变质或破坏。由于腐蚀过程是自发的，所以在斜拉桥整个寿命期内，拉索的腐蚀破坏将会始终存在。 ①拉索腐蚀部位 拉索钢丝腐蚀程度根本上取决于橡胶护套的破损程度，因为这是雨水或露水顺钢索流入或渗入护套内产生的结果，所以钢丝腐蚀有两个明显特点：腐蚀程度大体遵循“上轻下重〞规律，即处于 较高位置的钢丝腐蚀较轻，处于较低位置的钢丝腐蚀较重；腐蚀较严重的部位，往往是靠近护套破 损的部位以及破损处以下的一段部位。 ②拉索腐蚀成因
影响斜拉索耐久性的因素及防治措施介绍
影响斜拉索耐久性的因素及防治措施介绍 影响斜拉索耐久性的因素及防治措施介绍 摘要：从多方面介绍了影响斜拉索耐久性的多种因素，并根据研究结果提出了相应的防护措施。 关键词：斜拉索腐蚀振动疲劳防护 一、前言 斜拉索是斜拉桥的主要传力构件，承受很大的拉力，而且截面尺寸比拟小，处于高应力状态，对外界的影响非常敏感，即使局部受到轻微的损伤，也会加剧索的损坏速度，使其达不到设计使用年限。国内外不少桥梁在建成不长时间后，就损伤严重，不适于继续承载，需要消耗大量人力物力换索。因此如何增强斜拉索的耐久性是一项十分重要的课题。 二、削弱斜拉索耐久性的因素及防护措施 斜拉索的腐蚀是影响斜拉索斜拉索耐久性的首要原因。引起斜拉索腐蚀的原因有一般的氧化反响和电化学反响两种。其中电化学反响是主要原因。 〔一〕索体的防腐 在制造阶段，高强钢丝的防腐通常采用外表镀锌的方式。镀锌层要满足规定的技术要求，要使得镀锌层均匀、连续、牢固的附着在钢丝上，厚度要到达要求。渡完锌后，不得有裂纹、斑痕、机械损伤。检验镀锌层均匀性时，采用浸硫酸铜实验。检验镀锌钢丝质量的主要指标见表1-1。 钢丝的缠绕带的PH值要成中性，严禁其受潮，否那么成索后，会将水分封在拉索里面，受冷凝结后会成为原电池的电解液，加剧对钢丝的腐蚀。 在制造阶段，拉索在挤塑过程中，PE护套受热要均匀，防止因较大的温度应力，使PE护套开裂。应使拉索中各根钢丝或钢绞线的受力相同，否那么在腐蚀环境下，受力较大的钢丝先发生破损断裂，索力将进行再分配，当拉索损伤积累到一定程度后，拉索结构将可能发生突然断裂。 在运输、安装阶段，在运输、吊装过程中，PE护套容易损伤，拉索装卸过程中必须采用专用吊具。长索张挂过程中在拉索与索夹接触的地方要加垫橡胶垫。 采用新型材料及技术，例如：防腐油性蜡，在平行钢丝斜拉索内填充防腐油性蜡，一方面可以排出钢丝间隙中空的气，以免水蒸气凝结产生“冷凝水〞，为原电池提供电解液。另一方面可以起到润滑作用，减弱平行钢丝斜拉索的钢丝之间的接触磨损，从而能延长斜拉索的使用寿命。但蜡状填充物在高温下会变成流 体或气体，挥发掉，这种方法存在一定的局限性。还可以采用碳纤维复合材料，由碳纤维复合材料制成的拉索具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳等优良特性。但其通常表现为各向异性，其剪切强度仅为抗拉强度的5%~20%。它的极限延伸率差，其破坏形态为脆性。〔二〕锚具的防护 锚具外表一般要镀锌和涂装。镀锌层的质量要到达标准要求。为消除其氢脆现象，镀锌后要进行脱氢处理，并检验其氢脆性。要对拉索锚具，进行探伤。此外还应对填料应进行严格的检验，不得含有腐蚀性成分。
桥梁斜拉索防腐蚀问题及对策研究
钢锚固件是斜拉桥的关键承重构件,由于斜拉索主要受到海洋性气体以及山区潮湿气候等侵蚀性环境的影响,必须对腐蚀加以防护。现在我国主要采用镀锌钢丝外面热挤高密度聚乙烯(HDPE)护套的生产工艺，此工艺即钢索镀锌(或环氧涂层钢绞线)+油脂(或石蜡)+单根钢索热挤聚乙烯防护层+整体索外包聚乙烯防护套。目前，热镀锌稳定化处理作为基本防护措施，有诸多缺陷： （1）锌质软，因碰撞、划伤而露出钢基，使钢索直接受到侵蚀性环境的腐蚀。 （2）锌属于活泼金属，易被酸性物质损耗。 （3）高碳钢丝热镀锌时，钢丝的机械性能变差，强度、弯曲值、扭转次数略有降低。 钢结构的腐蚀正在给世界各国的国民经济带来巨大损失，我国2001年因腐蚀造成的损失达4979亿元，相当于国民经济总产值的5%，而且钢结构由于腐蚀造成的事故危及到结构的安全运行，所以钢结构的防腐显得尤为重要。目前的防腐措施主要有涂层防护、浸喷金属层（锌、铝、合金、不锈钢等）、电化学防护技术及环境控制。 足尺试验模型由斜拉索模型主体、混凝土锚固基座两部分组成。试验模型主体是按适当的尺寸从结构中截取出锚固区模型高度的取
值，保证模型与实桥结构的受力状态一致，并且采用了与实际结构等效的连接方式，使之加力方向与实际方向一致[1]。其中对组成拉索的高碳钢丝，先进行单根钢丝的热镀镍表面防腐处理，然后向已做处理的钢丝表面涂抹石蜡憎水涂料，再将钢丝汇集成平行钢丝索绞合成型，最后整体索外包聚乙烯防护套。 复杂腐蚀环境如氯盐侵蚀、碳化、温度和干湿交替等综合作用对斜拉索钢锚固点的影响较难确定。由于斜拉索锚固点的自然腐蚀较慢，为了在较短时间内获得期望的试验效果，采用加速腐蚀的方法,即将样品放入盐雾腐蚀试验箱，以地区酸雨年平均组成为标准，配制模拟酸雨溶液，并且对试件施加激振力来模拟实际动荷载。 第一阶段：取三组完全相同的等数量的钢丝，采用热镀技术对每组钢丝进行表面防腐处理（其中两组试件分别为进行热镀镍和锌元素，其余一组表面不做任何处理），然后向已做处理的钢丝表面涂抹憎水材料，再将钢丝汇集成平行钢丝索,绞合成型，最后在绞合成型的索外包聚乙烯防护套。 第二阶段：浇筑边长为150mm的标准立方体试件若干，并将三组已绞合成型的斜拉索分别浇筑在内，在标准养护条件下（温度（20±3）℃,相对湿度不小于90％）养护28d,然后将所有试件放入同一腐蚀环境（即盐雾腐蚀试验箱），进行加速腐蚀，并且对试件施加激振力来模拟实际动荷载。
风荷载作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性分析
风荷载作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性分析 查大奎;周武辉 【摘要】以某斜拉桥为研究背景，对风载作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性和疲劳损伤进行分析。首先依据当地风速统计资料获得桥梁模拟点的风速时程，对影响桥梁抖振作用下的风荷载进行计算；然后采用自编的风桥动力响应程序，得到风荷载作用下部分斜拉索的应力时程；基于构件累积损伤理论，得到拉索的疲劳可靠度和疲劳损伤。结果表明：风荷载对长索的损伤影响程度较短索大，抖振作用下，拉索的可靠度都满足使用要求，疲劳寿命满足设计要求，拉索不会破坏。%Taking a cable-stayed bridge as the research background,the fatigue reliability and fatigue damage of stay cable were analyzed under the action of the wind load.First according to the statistics of the local wind speed to obtain the bridge simulate wind speed time history,the wind load of bridge buffet was calculated.Then using the wind bridge dynamic response includes program to get part stress of the cable under wind load.Based on the cumulative damage theory of the components to get the fatigue reliability and fatigue damage of stay cable.The results show that wind load on the long cable has bigger damage than short cable.Under the effect of buffet ,the reliability of cable meet the re-quirement and the fatigue life meet the design requirements,the cable will not damage. 【期刊名称】《建材世界》 【年(卷),期】2016(037)003 【总页数】5页(P79-83)
泉州湾跨海大桥主桥拉索腐蚀问题分析及预测
泉州湾跨海大桥主桥拉索腐蚀问题分析及预测 初少凤;蔡振山 【摘要】通过分析泉州湾跨海大桥主桥拉索腐蚀的环境因素、腐蚀原理和腐蚀过程,认为存在3个腐蚀阶段:拉索护套老化开裂阶段、拉索钢丝表面镀锌层腐蚀阶段和拉索钢丝腐蚀阶段.对泉州湾跨海大桥主桥拉索正常使用的寿命进行预测,计算得出泉州湾跨海大桥两层护套的老化时间为8.62年,主桥拉索钢丝发生腐蚀后达到影响结构安全的时间为7.03年. 【期刊名称】《黎明职业大学学报》 【年(卷),期】2019(000)002 【总页数】5页(P81-85) 【关键词】斜拉桥;大气腐蚀;拉索腐蚀;寿命预测;耐久性 【作者】初少凤;蔡振山 【作者单位】黎明职业大学土木建筑工程学院;泉州市城市规划设计研究院, 福建泉州 362000 【正文语种】中文 【中图分类】TU12 斜拉桥是由墩、梁、塔和拉索组成的超静定结构，因其具有跨越能力大、结构轻巧美观、受力明确、空气动力性好、结构形式简洁等优点，已成为现代桥梁建设的主流桥型之一。拉索是斜拉桥的主要承重结构，由于桥梁结构多建造在空气湿度大的
区域，拉索长期暴露于潮湿和污染的大气环境下，且承受巨大的恒载、活载和疲劳荷载，因此拉索极易发生腐蚀和疲劳破坏，承载力发生严重退化，影响桥梁拉索的正常工作。近年来，由于斜拉桥拉索发生腐蚀，导致桥梁出现结构安全问题的案例不断出现。相关统计数据显示：在已建成的 400多座斜拉桥中，已有近1/8进行 了部分或全部斜拉索的更换工作[1]。更换斜拉索主要原因是拉索出现钢丝严重腐 蚀的情况：如欧洲的科布兰德桥建设成本为1亿元(以人民币计，下同)，服役仅3年就因为拉索腐蚀换掉了全部拉索，直接经济损失 4.2 亿元；非洲的马莱凯伯桥 使用13后就因拉索的严重锈蚀而进行换索，耗资4 亿元，更换拉索耗时为其施工时间的1/4；1989年建成的广州海印大桥，因为拉索腐蚀失效1995年进行全桥 换索，拉索的寿命仅为6 a；1982年建成的济南黄河大桥，1991年发现拉索钢丝表面受到不同程度的腐蚀，1995年进行全桥换索，拉索寿命为13 a[2]。因此， 研究斜拉桥拉索的腐蚀行为，特别是易腐蚀环境下拉索的腐蚀行为，对提高斜拉桥拉索耐久性与安全性具有极其重要的意义。本文以泉州湾跨海大桥主桥拉索为研究分析对象，根据该桥主缆索的设计参数，分析其所处的腐蚀环境，并根据国内现有科研成果，对泉州湾跨海大桥拉索的腐蚀原理和腐蚀行为进行分析，对拉索的安全使用寿命进行预测，以期对类似工程环境下的斜拉桥设计及维护提供参考。 1 泉州湾跨海大桥概况 泉州湾跨海大桥起于晋江市新塘街道南塘村，接泉州市环城高速公路(二期)晋江至石狮段，于石狮市蚶江镇跨越泉州湾，经台商投资区秀涂村，止于惠安县螺阳镇锦水村，接泉州市环城高速公路(一期)南惠支线。大桥全长26.699 km，其中海上桥长12.45 km，设计速度100 km·h-1，设计使用年限为100 a，工程总投资约为69.23亿元，是福建省目前最长的跨海桥梁。 泉州湾大桥主桥为主跨400 m双塔分幅组合梁斜拉桥，全长800 m，可保证5 000 t级杂货船双向通行、10 000 t级杂货船单向通行。主桥主塔采用三柱式门型，
基于Sobol序列抽样的斜拉索可靠度分析
基于Sobol序列抽样的斜拉索可靠度分析作者：张源翀王龙林 来源：《西部交通科技》2022年第08期
摘要：作为斜拉桥的重要受力构件，斜拉索的可靠性严重影响斜拉桥的运营安全。为合理高效地评估斜拉索的安全水平，文章提出了基于Sobol序列抽样的斜拉索可靠度分析方法，并对某跨径为（110+220+110）m斜拉桥的斜拉索进行了可靠度分析。结果表明，该斜拉索可靠指标范围为3.334～4.226，相较于规范要求偏低，建议对拉索采取相应的加固措施。此外，斜拉索的可靠指标同斜拉索索长呈反比关系，即外围最长拉索最易发生破坏，宜重点关注外围拉索损伤状态。 关键词：斜拉索；可靠度分析；Sobol序列抽样；失效概率；有限元分析 中图分类号：U443.38-A-36-111-4 0 引言 大跨斜拉桥由于外观优美、经济性能优越以及跨越能力大等优点，而逐渐成为大跨桥梁的首选桥型［1-3］。其中斜拉索作为斜拉桥的重要受力构件，常发生如拉索腐蚀、锚头锈蚀、索力损失等问题，严重影响桥梁的安全性和可靠性［4-5］。因此，为保证斜拉桥的运营安全，对斜拉索进行可靠度评估具有重要的意义。 斜拉索可靠度研究方面，刘纲等［6］通过分析斜拉索的疲劳损伤，基于概率密度演化理论研究了斜拉索疲劳可靠度；谭冬梅等［7］考虑风荷载、车辆荷载以及覆冰荷载综合作用，对斜拉索进行了疲劳可靠度分析；刘发等［8］提出了腐蚀斜拉索承载力的退化模型，并研究了腐蚀程度和服役时间对斜拉索可靠度的影响；殷志祥等［9］基于Miner线性累积损伤理论评估了车辆荷载作用下斜拉索的疲劳可靠度水平；杜鹏刚等［10］通过响应面法研究了斜拉桥静力可靠度，分析表明，大跨斜拉桥主要失效路径是由于外侧斜拉索失效进而导致主梁悬臂跨中发生弯曲破坏。上述研究可以看出，斜拉索可靠度的研究已取得较大进展，众多可靠度分析方法虽能较为准确的进行斜拉索可靠度分析，但大部分计算方法计算复杂，不便于工程应用。欲将斜拉索可靠度分析应用于工程实际，需首先选取高效可行的可靠度分析方法。目前，Monte Carlo法是可靠度分析领域公认最为精确的分析方法，然而其计算成本昂贵，难以应用于实际工程可靠度评估［11］。近年来，选点策略方法得到不断发展，如重要性抽样法［12］、子集模拟法［13］、线性抽样法［14］以及Sobol序列抽样法［15］。其中，Sobol 序列抽样法由于抽样效率高，而广泛应用于结构可靠度研究领域［16-18］。 鉴于此，本文基于Sobol序列和Monte Carlo法建立了斜拉索可靠度分析框架，以典型实际工程斜拉桥为研究对象，通过Sobol序列选取随机样本点，并结合有限元分析方法和Monte Carlo法计算了该桥的斜拉索可靠指标，以期为斜拉索可靠度分析提供参考。 1 基于Sobol序列的連续钢构桥可靠度分析方法 1.1 Sobol序列基本原理
斜拉桥斜拉索常见的病害及处理建议
斜拉桥斜拉索常见的病害及处理建议
斜拉桥斜拉索常见的病害及处理建议 曹泽峰 (1103315-01) 摘要:通过对影响拉索索体长效使用的质量因素进行调查分析，归纳总结斜拉桥拉索在设计、施工、养护阶段出现的主要病害如PE护套开裂，索丝腐蚀断裂，锚具腐蚀、疲劳开裂等，并对病害的产生原因进行分析。 关键词：斜拉桥；斜拉索；锚头；锈蚀；PE护套；病害分析；维修养护。 中图分类号：U44 中文标识码：A 1、引言 近30多年来,我国已建成斜拉桥100多座,是世界上斜拉桥最多的国家,特别是在跨径为200m~600m范围内,斜拉桥是最具竞争力的桥型。但使用几年后,随之而来的因各种原因进行的换索工程费用占桥梁原造价的50%以上。目前国内大部分非新建斜拉桥基本都经历了换索,那么,新建斜拉桥如何提高斜拉索使用时效与降低换索难度,成为关注重点。下面就斜拉桥拉索为对象,分析斜拉索索体的主要受损原因与改善措施[9]。 2、斜拉索病害及原因分析 斜拉桥的桥跨结构的重量和桥上承担的活荷载的绝大部分都是通过斜拉索传递到索塔上的。无论是什么类型的斜拉桥均要求其斜拉索具备良好的抗疲劳性能、耐久性、抗腐蚀性和安全性。 对目前普遍使用的斜拉索进行分析，归纳其主要病害主要有以下几类： 2.1斜拉索设计不足 1）有些拉索设计没有选用能够使用长久的新型高强抗腐蚀的材料，而是选用了一些强度、防水防腐能力较低的普通钢筋。 2）有些设计没有在拉索上下索道内填充密封材料或者是使用的填充的材料容易老化开裂，导致索道内部积水，更有甚者在拉索下锚具垫板处没有设置泄水槽，造成索道内部在没有张拉索道时就开始有积水，从而导致筒内密封环、连接筒以及锚板、钢丝镦头的锈蚀[11]； 3）设计时索管内没有加设减振器，使得拉索振动过大。斜拉索在风、雨作用下，或是在桥面、桥塔的振动作用下，或是在上述因素的共同作用下，会发生各种不同机制的振动。有的振动虽然振幅不大，但经常发生；有的振动虽然发生频率不高，但振幅较大。斜拉索振
锈蚀断丝对拉索力学性能影响的数值研究
锈蚀断丝对拉索力学性能影响的数值研究 孙华怀;陈惟珍;杨建喜 【摘要】钢丝锈蚀、断裂损伤是影响拉索力学性能的主要因素.首先,建立了钢丝径向、索长方向锈蚀损伤分布模型;然后,基于锈蚀钢丝断口形态,分析锈蚀及荷载联合作用下钢丝断裂规律,建立了基于应力强度因子的锈蚀钢丝断裂准则;最后,考虑钢丝间摩擦作用,采用有限元法对拉索钢丝锈蚀、断裂过程进行模拟,研究了拉索中钢丝逐层锈蚀断裂对拉索力学性能的影响.结果表明:拉索钢丝锈蚀断裂后,钢丝应力重分布,断丝对拉索钢丝应力的影响沿截面径向逐渐减小,紧邻断丝层的锈蚀钢丝应力增幅最大,最内层钢丝应力增幅最小;由于钢丝间摩擦作用,断丝应力在恢复长度内呈对数形式恢复且基本同步;恢复长度随断丝百分比增大而增大,与断丝百分比呈二次抛物线关系,并将收敛于3.3m;拉索索力损失率随断丝百分比增大而增大,拉索少量钢丝的锈蚀断裂对索力影响较小,当拉索锈蚀断丝百分比小于10％时,引起的索力损失率小于4％. 【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2018(046)007 【总页数】8页(P137-144) 【关键词】半平行钢丝索;锈蚀;断裂;力学性能;索力损失率;恢复长度 【作者】孙华怀;陈惟珍;杨建喜 【作者单位】同济大学土木工程学院,上海200092;同济大学土木工程学院,上海200092;同济大学土木工程学院,上海200092
【正文语种】中文 【中图分类】U441.6 拉索是斜拉桥体系内承受拉力的构件，近些年对大量索结构的定期检测发现，索体经一定时间的使用后其内部高强度钢丝会发生腐蚀[1].当钢丝锈蚀达到一定程度时，在拉伸荷载和锈蚀联合作用下会发生断裂.拉索中锈蚀断丝数目较多时，将对拉索 力学性能产生影响，拉索索体可能失效断裂，造成桥梁垮塌事故[2].因此，研究钢 丝锈蚀断裂后拉索力学性能的变化具有重要意义. 对于拉索钢丝锈蚀问题，国内外学者已对其进行了相关研究.徐俊[3]通过试验研究 了锈蚀钢丝力学性能的变化，但未建立钢丝索长方向锈蚀规律，也未分析锈蚀后拉索性能的变化；Lepidi等[4]采用解析法分析了均匀锈蚀对拉索力学性能的影响， 但其研究未考虑拉索钢丝锈蚀规律；同时，上述研究均未考虑拉索钢丝锈蚀至断裂的过程.此外，国内外学者也对拉索钢丝断裂后的力学性能进行了一定的研究.Roof 等[5- 6]在研究钢绞线索股外层单根钢丝断裂时发现存在一个约为2.5倍捻距的恢 复长度，在此长度内断丝内力随着到断裂截面距离的增大而增大；考虑钢丝之间接触和摩擦因素的情况下，MacDougall等[7]研究了混凝土构件中7丝无粘结预应 力钢绞线对称断丝后的应力分布及恢复情况；Arturo等[8]基于护套握裹力沿钢丝径向传递，采用弹性理想塑性弹簧模拟钢丝间接触摩擦作用，研究了随机断丝后索力损失及钢丝应力恢复情况，但其研究未考虑拉索钢丝锈蚀过程，也未建立锈蚀钢丝断裂的力学准则.彭崇梅等[9- 11]假定护套握裹力沿钢丝径向传递，研究了拉伸 荷载下半平行钢丝索对称断丝情况，得出断丝拉力随着到断裂截面距离的增加呈线性增加的结论，由于研究采用的摩擦系数缺乏依据，且断丝情况为对称断丝，未考虑实际钢丝锈蚀过程；张婷婷等[12]通过不同高度的吊杆试件的顶推试验测得钢丝