杂散电流环境下钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤演变规律研究

采用超声波检测仪和基于超声波速自定义的损伤变量对杂散电流环境下钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤过程进行实时跟踪研究.结果表明:定义的损伤变量对杂散电流与疲劳荷载共同作用下钢筋混凝土梁损伤发展状态较敏感,能够有效跟踪损伤不同发展阶段.损伤变量跟踪显示:杂散电流环境下钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤过程,与一般大气环境下弯曲疲劳损伤过程类似,具有明显3阶段特性,即初始快速增加、稳定增加和临近破坏的急速增加;随杂散电流强度增大,钢筋混凝土疲劳损伤发展加快.疲劳断裂试件表明:杂散电流环境下混凝土梁弯曲疲劳损伤劣化进程加速,主要是由于杂散电流与氯离子一样会引发混凝土中钢筋发生电化学腐蚀,且与疲劳荷载构成损伤劣化耦合作用.     

多环境腐蚀作用下钢筋混凝土梁疲劳损伤模型

地铁、轻轨等城市轨道交通混凝土结构常处在杂散电流、氯离子与疲劳荷载共同作用下服役。针对这种典型服役条件下钢筋混凝土疲劳损伤行为,开展了30V杂散电流与3.5%氯离子多环境腐蚀作用下钢筋混凝土梁四点弯曲疲劳试验研究。基于弯曲疲劳模量退化,建立用于这种典型服役条件下钢筋混凝土梁的非线性疲劳寿命预测和疲劳累积损伤模型。研究结果表明:杂散电流和氯离子多环境腐蚀对钢筋混凝土梁疲劳损伤影响显著,且疲劳荷载越大影响越大。损伤过程分初始损伤、累积损伤和失效破坏等3个阶段,破坏时无征兆。本文所建立的非线性疲劳损伤模型可描述这一损伤演化趋势,预测结果与实测值吻合较好。     

地铁工程钢筋混凝土梁疲劳损伤演化和寿命预测模型研究

针对地铁工程钢筋混凝土结构服役期间疲劳现象和腐蚀问题,以应力水平(0.6、0.7、0.8)、杂散电流强度(10、20、30、40 V)和氯离子浓度(2.5％、3.5％、5％、10％)为主要变化参数,使用荷载控制对预腐蚀开裂后钢筋混凝土梁进行了腐蚀-四点弯曲疲劳试验模拟,并获得了杂散电流、氯离子和疲劳荷载作用下试验梁跨中...     

杂散电流-盐冻耦合条件下混凝土的劣化

针对北方沿海及西北盐碱地区轨道交通工程中杂散电流-盐冻耦合作用的严酷环境,设计了杂散电流-盐冻耦合条件下混凝土抗冻性能试验及氯离子侵蚀试验,通过不同冻融循环次数后的混凝土质量损失率、相对动弹性模量、水溶性氯离子含量、氯离子扩散系数和盐浓度梯度表征了此耦合条件下混凝土劣化的基本特征,并通过压汞(MIP)、电镜扫描(SEM...     

两种不同环境下预应力混凝土梁疲劳破坏试验对比分析

以我国目前普通铁路既有线上32 m跨度全预应力混凝土简支T梁为工程背景,通过12片1/6预应力混凝土模型梁非腐蚀环境和腐蚀环境下疲劳试验,对预应力混凝土梁疲劳破坏形态进行研究,对其破坏机理进行分析,结果表明非腐蚀环境下,恒、活载跨中弯矩在0.45Mu时为配筋合适的预应力混凝土梁疲劳破坏时的临界荷载点(Mu为跨中静载极限弯矩,临界点以疲劳寿命为200万次进行定义),超过该临界点后,需要适时加固;腐蚀环境下,梁底普通钢筋锈蚀后(预应力筋不锈蚀),疲劳损伤程度随锈蚀率增大而增大,锈蚀率越大疲劳寿命越短;锈蚀率7%为腐蚀疲劳破坏的临界点(临界点以疲劳寿命为200万次进行定义),超过腐蚀临界点以后,需要对预应力混凝土梁进行加固。两种不同环境下预应力混凝土梁疲劳破坏试验对比分析结果表明,预应力混凝土梁中非预应力筋虽然对静载承载力贡献不大,但是对疲劳抗裂作用明显,设计中应保证非预应力钢筋配置充足,包括充足的细密的箍筋、侧面纵向补充钢筋和梁底纵向抗裂钢筋、锚下螺旋钢筋等非预应力筋,以便分散裂缝宽度,提高疲劳破坏时的延性。     

货车车体结构腐蚀损伤与疲劳寿命研究

研究了车辆承载构件在运用环境腐蚀和应力联合作用下的腐蚀疲劳问题，探讨了考虑可靠度的腐蚀疲劳损伤分析与计算方法，并以C64型敞车为对象，选择车体结构危险部位进行了组合工况下腐蚀疲劳损伤与疲劳寿命实例计算，着重分析了腐蚀对C64型敞车疲劳损伤及疲劳寿命的影响。     

基于刚度下降的混凝土梁疲劳累积损伤模型的研究

通过疲劳试验，引入剩余刚度和累积损伤值的概念，研究钢筋混凝土梁由于疲劳累积损伤而造成的刚度衰减规律。结果表明：荷载循环初期刚度衰减较快，且不稳定，这一阶段约占疲劳寿命的5％～10％；材料物理性能的变化规律基本稳定后，刚度衰减速率基本为一定值，剩余刚度与循环次数之间基本呈线性关系，这一阶段约占疲劳寿命的80％～90％；接近疲劳寿命时，刚度急剧下降，直至疲劳破坏，这一阶段约占疲劳寿命的3％～5％；在疲劳破坏时，混凝土梁的剩余刚度降为初始刚度的70％。基于钢筋混凝土梁疲劳的第二阶段约占疲劳寿命的85％，且在此阶段剩余刚度与循环次数之间基本呈线性关系，建立了钢筋混凝土梁累积损伤值D与循环寿命比N／Nf之间关系的数学模型。在工程应用中，可以以累积损伤值D-1作为失效判据，通过少量循环的疲劳试验确定混凝土梁刚度衰减速率k的大小，然后由D=3．317k（N／Bo）来预测钢筋混凝土梁的疲劳寿命。     

地铁杂散电流模拟实时监测系统

地铁走行轨杂散电流的存在,会对埋在地下的金属产生电化学腐蚀作用。在实时监测系统中,通过改变电路的结构与电源正极在电路中的接入点,模拟普通走行轨、交叉点、分叉点和列车运行过程中的杂散电流,进而分析在不同地质条件下杂散电流对金属的腐蚀情况。通过对实时监测模拟装置中的工作电流的变化,研究杂散电流的大小和分布规律,为在城市轨道交通的设计、施工和旧线改造过程中削弱或减小杂散电流,提供相关的实验数据。     

高强钢筋混凝土梁疲劳变形的理论与试验研究

以高强钢筋混凝土梁的疲劳试验为基础,分析高强钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下变形的一般规律,用有效惯性矩对高强钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的刚度进行计算,提出高强钢筋混凝土梁疲劳刚度的计算方法和计算公式,并同试验结果进行对比,计算值与试验结果吻合良好。     

动态杂散电流的时频特征及腐蚀行为研究

城市轨道交通直流牵引供电系统中,部分走行轨回流电流泄漏至大地形成杂散电流,易导致埋地金属的电化学腐蚀问题。实际系统中多列车频繁启停使得杂散电流表现为典型的动态信号,时频特征的提取有助于研究其腐蚀行为。在建立杂散电流数学模型的基础上,通过S变换提取杂散电流的典型时频分布特征,并基于失重测试及电化学测试研究典型频率下杂散电流的腐蚀行为。实验结果表明,动态杂散电流的直流及低频交流分量均会影响金属的电化学腐蚀过程,且腐蚀速率随电流密度的增大及交流频率的降低而增加。     

高强钢筋混凝土梁疲劳变形的理论与试验研究

以高强钢筋混凝土梁的疲劳试验为基础,分析了高强钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下变形的一般规律,用解析刚度法对高强钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的刚度进行了计算,提出了高强钢筋混凝土梁疲劳裂缝的计算方法和计算公式,并同试验结果进行了对比,吻合度良好.     

CFRP加固钢筋混凝土梁疲劳刚度的试验研究

研究目的:碳纤维布加固混凝土结构是一种新型结构加固方法.粘贴碳纤维布是提高混凝土梁疲劳性能的有效方法, 可用于延长损伤混凝土结构的使用寿命.研究结果:CFRP加固混凝土梁在疲劳荷载作用下, 正截面平均应变仍符合平截面假定.加固梁在疲劳荷载作用下刚度降低,裂缝宽度增大.得到了CFRP加固钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的疲劳刚度计算方法和计算公式,计算结果与试验结果符合良好.     

地铁杂散电流腐蚀防护系统相关问题探讨

论述地铁牵引供电系统中的杂散电流腐蚀防护系统,讨论地铁杂散电流腐蚀产生的机理及其危害,阐述治理杂散电流所采用的方法和防治原则,简要介绍目前应用的杂散电流监测系统和排流柜之间的关系,对杂散电流腐蚀防护提出合理建议。     

地铁杂散电流腐蚀机理以及防护措施研究

在分析了地铁杂散电流腐蚀机理的基础上,给出了杂散电流的危害以及杂散电流腐蚀对象,并详细分析和研究了杂散电流的防治措施。     

无黏结预应力高性能粉煤灰混凝土桥梁疲劳损伤计算方法的研究

结合洛湛线工程项目,以不同掺量的高性能粉煤灰混凝土无黏结预应力桥梁的疲劳试验为基础和基于结构变形的方法计算无黏结预应力筋增量,提出一种考虑钢筋和混凝土两种材料耦合作用的非线性疲劳损伤过程分析方法.该方法可以考虑由于组成材料损伤机制不同而造成的疲劳损伤过程中的应力重分布现象,通过分段线性的方法进行混凝土构件的非线性损伤过程分析.理论分析与试验结果比较表明,该方法能够较好地描述无黏结预应力混凝土梁疲劳损伤的全过程,并能给出更符合实际情况的疲劳寿命.     

地铁杂散电流的危害及其防治

介绍了杂散电流的产生及造成腐蚀的原理,在此基础上从减少地铁杂散电流泄漏和降低杂散电流腐蚀程度等2个方面讲述了对地铁杂散电流的防治方法,最后介绍了杂散电流的常用监测方案.     

不均匀过渡电阻下地铁杂散电流分析

在地铁工程设计中,考虑钢轨对结构或对地的过渡电阻均匀会造成钢轨电位和杂散电流的泄露情况与设计不符.讨论杂散电流的产生、危害及其相关腐蚀机理,建立均匀电阻下直流供电系统杂散电流分布的数学模型;采用数学模型进行计算机仿真,对比分析不均匀过渡电阻下的杂散电流分布规律,对具体地铁工程钢轨电位和杂散电流引发的问题进行分析和研究.     

城市轨道交通牵引供电系统杂散电流防护

杂散电流腐蚀对城市轨道交通建筑主体结构会产生很大的危害,造成工程上的安全隐患,因此,应在工程设计和施工中给予高度重视。从电腐蚀原理、杂散电流成因、杂散电流简易计算分析,以及杂散电流防护等方面进行阐述,分析杂散电流的防护方向和相关防护措施,以供其它城市轨道交通项目参考。     

地铁中金属管道杂散电流腐蚀的防护

阐述地铁中杂散电流的产生原因及金属管道防杂散电流腐蚀的必要性 ,提出了防止杂散电流腐蚀的防护措施。     

橡胶空气导管基于多轴变形模式的损伤等效疲劳试验研究

基于橡胶空气导管在垂向、横向和纵向三个方向承受疲劳变形,建立了求解橡胶空气导管疲劳损伤的计算方法,详细计算了空气导管分别在垂向,横向和纵向3个方向下的疲劳损伤值,通过对比各工况下的疲劳损伤,提出了基于多轴变形模式的一种损伤等效的疲劳试验。