海洋大气环境下桥梁钢构件连接螺栓防腐技术研究

海洋大气环境具有高温、 高盐、 高湿的特点， 使得桥梁面临极其严峻的腐蚀问题。 连接螺栓存在于桥梁钢构件连接的多个区域， 其与底板连接处在后期运营中容易发生电偶腐蚀和机械应力腐蚀等问题， 对螺栓的强度和抗震性能造成较大影响， 并降低钢构件的耐久性、 使用性能和使用寿命， 从而引发重大安全隐患。 文章介绍了桥梁连接螺栓腐蚀成因、 腐蚀防护常用方案、 并对常用的包覆防腐方案、 涂层防腐方案、 涂层与密封胶联合防腐方案进行了对比分析， 得出使用氧化聚合型包覆防腐技术的包覆防腐方案具有适用的结构和环境复杂、 防腐蚀材料先进、 施工工艺简单、 施工环境要求宽松、 防腐效果好、 使用年限长等优点的结论。 由于部分区域的螺栓螺母更换难度非常大， 基于桥梁全寿命周期考虑， 包覆防腐方案是桥梁钢构件连接螺栓的最优腐蚀防护方案。     

行标《钢构件镀锌层附着性能测定仪》解析

钢构件镀锌层附着性能测定仪是目前交通行业中广泛用于测定钢构件镀锌层附着性能的仪器,结合《钢构件镀锌层附着性能测定仪》的编制过程,对钢构件镀锌层附着性能测定仪的检测技术和技术要求做进一步的阐述和解释,必将对规范钢构件镀锌层附着性能测定仪的生产、检验和使用起到积极的作用,促进该产品的生产标准化和检测科学化.     

GFRP管混凝土的材料性能研究

用"纤维增强聚合物"(FRP)制成圆管,在其中填充混凝土,形成一种组合结构,称为"混凝土填充纤维管"(CFFT)。这种组合结构,可以广泛应用于桥墩、电杆、天线、标志杆等构件,是取代常规的钢筋混凝土构件和钢构件的一种很好的方案,尤其是在腐蚀环境中,更表现出优异的抗腐蚀性能。说明了GFRP管混凝土的性能,介绍了GFRP管混凝土与钢筋混凝土的力学必能。     

大跨径斜拉桥索塔钢锚梁及牛腿板件受力分析

斜拉桥是以斜拉索为主要受力构件的桥梁,拉索中的索力通过锚固构件传递至索塔中,钢锚梁作为锚固构件的一种,其局部受力十分复杂。为研究总结其受力特点,以G59呼北高速官新段马路口资水特大桥为研究对象,建立了钢锚梁及塔上牛腿的空间有限元模型,计算分析了各个位置钢锚梁及其钢牛腿的受力情况,得出了构件受力规律与重点关注位置,为大桥的设计建设、运营管养提供了依据。     

混凝土结构改造中粘钢加固处理技术的应用

在旧楼改造工程中,经常会遇到在不改变原设计结构构件前提下增加新构件或进行局部拆改的情况,这将影响原结构受力状态而达不到新格局下构件承载力要求。介绍在无须拆除原构件的情况下,通过对原构件粘钢加固处理使其满足要求的施工技术。     

预应力混合配筋混凝土构件抗弯性能研究

为了研究有粘结预应力AFRP-钢混合配筋混凝土构件的抗弯性能,基于平截面假定和截面内力平衡条件,推导了预应力AFRP-钢混合配筋混凝土构件适筋破坏情形下正截面受弯承载力以及截面开裂弯矩的计算公式,利用推导的计算公式对五组具有相同整体配筋率、不同初始张拉控制应力的预应力混合配筋构件抗弯性能进行了研究,对预应力AFRP-钢混合配筋构件与普通混合配筋构件的极限抗弯承载力与抗裂承载力进行了对比.研究表明:按照给出的预应力AFRP-钢混合配筋混凝土构件抗弯承载力及开裂弯矩计算公式可较好地反映结构的受力特征;在预应力AFRP筋与普通AFRP筋极限抗拉强度相同的情形下,将预应力AFRP筋代替普通AFRP筋材,对AFRP-钢混合配筋混凝土构件极限抗弯承载力提升的效果并不明显;预应力AFRP-钢混合配筋混凝土构件可以有效地提升结构的抗裂承载能力.在算例中,当张拉控制应力σcon接近于预应力AFRP筋极限抗拉强度的25%时,构件抗裂承载力提升78.7%,从而有效延迟了截面裂缝开裂的时间,增大了结构的抗弯刚度.     

局部腐蚀对圆钢管混凝土柱轴向承载力的影响分析

运用有限元软件ABAQUS对26根局部腐蚀圆钢管混凝土在轴压荷载作用下进行数值计算并与未腐蚀构件做对比,系统地分析和考察局部腐蚀的位置、局部腐蚀间的环向夹角与母线距离对钢管混凝土轴压力学性能的影响规律,确定三因素分别作用下的最不利情况。分析结果表明:对于单个蚀坑,蚀坑位于构件中间时构件的轴压承载力最低,越远离构件中部,承载力越大;对于两个蚀坑,构件的轴压承载力随蚀坑间环向夹角的增大而增大,随母线距离的增大呈先增大后减小的趋势。本研究成果对钢管混凝土在服役过程中的防护具有参考价值。     

预应力屋架施工质量事故分析与处理

结合预应力屋架下弦杆件应用构件外部粘钢技术加固的实例，介绍了构件外部粘钢技术的应用情况和施工工艺。     

酸雨环境下掺锂渣钢筋混凝土柱有限元分析

为研究掺锂渣钢筋混凝土柱的力学性能,基于ANSYS有限元软件对14个掺锂渣钢筋混凝土柱进行数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比分析.主要研究构件的破坏形态、材料应力应变云图、极限承载力与荷载-挠度曲线等方面的特性.重点讨论锂渣掺量和偏心距对未腐蚀构件力学性能的影响,以及酸雨腐蚀时间和锂渣掺量对腐蚀后构件力学性能的影...     

特殊状况下连续梁桥钢挂篮的受力性能分析

为降低连续梁桥分段施工中特殊状况对钢挂篮的受力影响,依托徒骇河桥工程,采用有限元软件MIDAS分析钢挂篮在不平衡浇筑、钢吊带突发断裂等状况下的受力情况,判断不同状况下钢挂篮的安全性,并将有限元分析结果与实测应力监控结果对比,验证有限元分析结果的可靠性。结果表明：不平衡浇筑状况下钢挂篮各构件的应力及变形均在允许范围内;钢挂篮前后钢吊带断裂状况下,钢挂篮各构件应力保持在许用应力范围内;风撑部位钢吊带断裂状况下钢挂篮整体发生破坏;有限元分析结果与实测结果的平均偏差为10.3%,钢挂篮整体性能较好,施工中各构件应力及变形均满足设计及规范要求。     

Effects of length and location of steel corrosion on the behavior and load capacity of reinforced concrete columns

The effects of length and location of the steel corrosion on the structural behavior and load capacity of reinforced concrete (RC) columns have been investigated. Results of the accelerated corrosion process and eccentric load test are presented in detail. Effects of the location of the partial length, the corrosion level within partial length and the asymmetrical deterioration of the concrete section on the mechanical behavior and load capacity of corroded RC columns are discussed. It is found that the mechanical behavior and load carrying capacity of corroded RC columns are simultaneously affected by the above mentioned factors. For the corroded RC columns with large eccentricity, a higher corrosion level in the tensile corroded length and a greater asymmetrical deterioration of the concrete section can result in less ductile behavior and larger load reduction of the column; while for the corroded RC columns with small eccentricity, the less ductile behavior and the larger load reduction of the column may result from the higher corrosion level in the compressive corroded length and the greater asymmetrical deterioration of the concrete section.     

Advance in Researches on Bond Behavior for Steel-Corroded Concrete Members

Introduction Concrete and reinforced concrete ( RC) havebecome the most widely used construction materials inthe world as they are easily acquired and lowerpriced. Normally, cover concrete acts as a physicalbarrier to the ingress of aggressive agents and …     

强腐后Q345钢力学性能退化试验

系统研究了强腐后Q345钢表面形貌和腐蚀时间对其力学性能退化的影响;采用浓度36%工业盐酸在室温环境下快速腐蚀的方法,设计了腐蚀时间分别为0、1、2、4、8、12、24、48、72 h的9组钢试件;采用三维非接触激光扫描仪和扫描电镜扫描腐蚀钢,测量了最大蚀坑宽度、高度和腐蚀试件厚度,计算了最大蚀坑影响系数;开展了拉伸试验,结合扫描形貌与微观组织形态解释了强腐后Q345钢的力学性能退化机理;建立了浓度36%工业盐酸在室温环境强腐后Q345钢的腐蚀动力学曲线和本构关系模型,揭示了强腐后Q345钢的力学性能退化规律。研究结果表明:随着腐蚀时间的增加,Q345钢的腐蚀动力学曲线展示了腐蚀率的变化规律;腐蚀时间在1 h以内,最大蚀坑影响系数增大最为明显,钢的名义屈服强度、名义抗拉强度、名义弹性模量和伸长率退化较大,分别达到未腐蚀钢的3.00%、0.69%、1.99%和4.88%;当腐蚀时间超过12 h,最大蚀坑影响系数增加缓慢,钢的名义屈服强度、名义抗拉强度、名义弹性模量和伸长率退化较为缓慢,分别达到未腐蚀钢的7.58%、4.02%、10.27%和26.64%;随着最大蚀坑影响系数和腐蚀时间的增加,屈强比变化较小;在腐蚀试件的应力-应变本构关系曲线中,随着腐蚀时间的增加,钢材的屈服平台逐渐缩短甚至消失,钢材由延性破坏转变为脆性破坏。      

基于临界域法的桥梁钢丝腐蚀疲劳寿命

为评估桥梁钢丝服役期间的腐蚀疲劳性能,采用临界域法,根据钢丝腐蚀坑局部应力梯度求解临界距离.采用精细有限元法,建立了钢丝腐蚀疲劳寿命预测模型;通过圆形、三角形和含切口的三角形3种形状腐蚀坑钢丝的疲劳试验,获得了它们的疲劳寿命,并与疲劳寿命的预测结果进行比较.研究结果表明:轴向应力分布决定钢丝的疲劳强度;临界距离随应力集中效应增强而减小;腐蚀钢丝的剩余寿命可根据应力集中系数评估,应力集中系数大于3的腐蚀钢丝应考虑更换.      

锈蚀RC梁抗弯承载力计算方法研究

工程中钢筋混凝土梁纵向受力钢筋锈蚀情况复杂,梁上作用荷载形式多变. 为获取锈蚀RC （reinforced concrete）梁的抗弯承载能力,以锈蚀钢筋混凝土简支梁为研究对象,将锈蚀RC梁视为由混凝土和锈蚀底部纵筋组成的存在粘结-滑移的组合梁,依据混凝土与锈蚀钢筋之间的变形协调条件,给出了以挠度表达的锈蚀RC简支梁平衡微分方程;将平衡微分方程的齐次解作为单元形函数,推导出了锈蚀钢筋混凝土梁的单元刚度矩阵、等效节点荷载列阵以及每一荷载步锈蚀梁的内力计算公式;建立了能准确反应简支梁上荷载作用形式以及钢筋锈蚀状况的锈蚀RC梁抗弯承载力计算模型;最后通过17根锈蚀RC简支梁的试验数据对建议计算方法进行验证. 验证结果表明,抗弯承载力试验值与计算值之比的平均值为1.06,方差为0.012,二者吻合良好,该计算方法准确.      

Bond behavior of corroded reinforcement in concrete wrapped with carbon fiber reinforced polymer under cyclic loading

Bond behavior of corroded reinforcement in concrete wrapped with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) under cyclic loading is experimentally investigated. An electrolyte corrosion technique is used to accelerate the corrosion of the steel bar in cylindrical concrete specimens. Wrapped specimens are strengthened with one layer of CFRP after the reinforcements are corroded. The experimental parameters investigated include: corrosion level, CFRP wrapped and number of loading cycles. Test results indicate that bond strength and area of hysteretic curve of CFRP wrapped specimens are larger than those of the unwrapped specimens. With increasing the number of loading cycles, the bond strength and area of hysteretic curve decrease gradually, especially at the 1st cyclic loading. The CFRP wrapping reduces the bond degradation rate effectively and prevents the bond-splitting failure of the corroded concrete specimens.     

Finite Element Calculation of the Flexural Stiffness of Corroded RC Eccentric Compressive Members

A finite element calculation model of corroded RC eccentric compressive members was build using finite element software ANSYS. The model considers the decline of mechanical properties and the effective section of a corroded steel bar, as well as the deterioration of bond character between corroded reinforcement and concrete. The reliability of the finite element model was evaluated by comparing the results of the finite element calculation with the data from experiments. Based on the finite element analysis results, the influence of corrosion degree, the diameter change of the longitudinal reinforcing bars and the spacing change of stirrups on the flexural stiffness were calculated and analyzed.     

模拟酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能研究综述

为深化对酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能演变机制的认识,论述了酸雨侵蚀作用下混凝土材料腐蚀机理、侵蚀模型和物理力学性能时变过程;分析了酸雨锈蚀钢筋的溶液腐蚀机理和大气动态冲刷机制,总结了锈蚀钢筋形貌表征与锈蚀率指标定量化研究成果,归纳了已有锈蚀钢筋力学性能退化模型和本构模型,概述了钢混界面黏结性能演变规律和黏结-滑移本构关系模型;梳理了梁、柱构件及结构静、动力学性能演变规律的室内试验结果、理论计算方法和数值仿真结果的最新研究进展与不足,并展望了未来的研究方向与重点。研究结果表明:酸雨腐蚀混凝土可归因于酸雨离子成分的交互作用,亟需适用性较强的理论模型以揭示腐蚀和扩散机制;室内加速试验揭示了酸雨侵蚀作用下混凝土物理力学性能时变规律,应完善室内加速试验制度,搭建耦合宏细观层次关键指标的混凝土损伤评价体系和预估模型;酸雨加速锈蚀钢筋试验多基于均匀锈蚀,钢筋腐蚀方法和形貌表征逐渐向不均匀锈蚀发展,应进一步发展高精度扫描技术,借助统计分析理论建立钢筋不均匀锈蚀特征参数,优化钢筋力学性能退化模型;通电锈蚀试验和拉拔试验演绎了钢混界面黏结性能演化规律,并建立了黏结-滑移本构关系,但忽略了实际钢筋混凝土结构的受力特点,且锈蚀过程显著区别于自然锈蚀,应考虑酸雨环境与材料特性复杂多变的特点,研究细微观钢混界面损伤行为,揭示酸雨环境、材料特性与黏结性能的内在关系;酸雨侵蚀钢筋混凝土结构时效性能研究多集中在试件层次,且采用腐蚀试验与承载力试验分阶段进行,忽略了荷载-环境的耦合作用,试验所设环境较为单一,试验制度与方法亦未统一,应对标实际工程,考虑实际结构承载和环境工况,搭建长期荷载-酸雨侵蚀耦合作用试验系统,探索荷载-环境-材料多场关联机制,完善理论计算方法与数值仿真手段,揭示结构长期性能演变过程,并推动现场暴露试验发展,量化室内-现场映射关系,指导工程实际。      

FRP 加固已腐蚀混凝土梁的抗疲劳耐久性研究

介绍了碳纤维布（CFRP）加固腐蚀钢筋混凝土的梁静载和疲劳试验过程,探讨了加固方式和纤维布性能对疲劳寿命的影响。试验对象为6根FRP加固腐蚀梁、1根腐蚀未加固梁和1根标准梁（未腐蚀未加固）;加固方式分别是CFRP缠绕加固梁和FRP在梁底抗弯加固且缠绕纤维布;试验过程中3根梁作静载试验,5根梁作疲劳试验。试验结果表明：FRP加固腐蚀梁的静载极限承载力比标准梁提高37％～38％;加固腐蚀梁的疲劳寿命是未加固梁的2～6倍,但低于标准梁。     

The Effect of Steel Corrosion on Bond Strength in Concrete Structures

IntroductionStudies conducted by some researchers haveshown steel corrosion has significant influence onthe limited durability of reinforced concrete struc-tures[1,2]. Corrosion of steel creates a volume ex-pansion in reinforcing bars and causes extremelyhigh tensile stress in concrete, and this may lead tothe formation of cracks in the cover concrete due toits relatively low tensile strength.The cracks leadto a weakening bond and anchorage between rein-forcing steel and concrete, which direct…