受腐蚀桥梁钢丝的力学性能和剩余强度

制备不同腐蚀程度的镀锌钢丝,研究它们的力学性能和剩余强度,发现受腐蚀钢丝的实际抗拉强度并未降低。然而,钢丝的延伸率、扭转强度、疲劳强度大幅度下降;经测量腐蚀钢丝吸收的氢元素含量,表明并未达到发生氢脆的浓度。受腐蚀钢丝表面凹凸不平造成了钢丝延性的降低。从旧悬索桥主缆截取主缆钢丝进行研究,断裂面形态表明断裂源自腐蚀引起的疲劳而非氢脆。可以认为该钢丝开裂由腐蚀、循环应力、残余应力、氢和磨损等因素综合造成。     

悬索桥主缆钢丝腐蚀速率计算方法

悬索桥主缆钢丝的腐蚀严重影响着主缆的安全服役,缆内钢丝的腐蚀与其所处的缆内微环境有密切的关系,为预测悬索桥主缆内各区域中钢丝的腐蚀发展和剩余承载力,需建立主缆钢丝区域化腐蚀环境与腐蚀速率之间的计算关系。采用正交试验原理将影响钢丝腐蚀的:温度、相对湿度、Na Cl浓度、p H值、钢丝拉力5个主要因素分为两组,分别采用极化电阻腐蚀传感器和电化学工作站三电极体系两种测量手段对正交工况下的钢丝腐蚀速率进行测量。试验分析数据表明:在试验因素的取值范围内相对湿度和p H值各为两组因素中的主要因素,Na Cl浓度和p H值两个因素之间存在交互效应,温度、相对湿度、钢丝拉力之间相互独立;通过最小二乘法分别拟合得到5个因素与钢丝腐蚀速率之间的拟合计算关系;将实测的主缆内各区域的腐蚀环境统计为腐蚀环境年谱,并代入腐蚀速率与环境因素的计算关系,得到主缆各区域内钢丝的腐蚀速率和直径损失,其中主缆顶部区域腐蚀速率最高为0. 010 8 mm/a,服役20年后直径损失约为0. 02 mm即镀锌层耗损完毕,与实际桥梁检测情况吻合,服役100年直径损失将达到约1. 1 mm,将不能满足主缆的设计要求。建立的腐蚀速率计算方法为计算钢丝腐蚀量提供参考。     

用干燥空气除湿方法防止主缆腐蚀

悬索桥主缆钢丝腐蚀是一个世界性的难题。承担荷载的主缆被缠包钢丝覆盖保护,主缆钢丝腐蚀被隐藏在内部,在发现腐蚀时主缆腐蚀往往发展到比较严重的程度。许多实例表明传统的主缆防护体系不能完全防止腐蚀,仅仅是延缓腐蚀的速度。因此不得不开发和应用主缆除湿系统,除湿系统将干燥空气输入密封主缆,并保持主缆内部干燥,使腐蚀环境不能发生。详细介绍主缆除湿概念、除湿系统设计要点、全寿命周期成本分析和应用经验。     

泰州长江公路大桥主缆缠丝施工技术

在应力及腐蚀环境的耦合作用下,悬索桥主缆易引发应力腐蚀破坏,基于S形钢丝环兼具主缆缠丝定型和密封主缆的特点,泰州大桥采用S形钢丝+表面防腐涂装+除湿系统组成的综合防腐体系,同时引入S形钢丝的施工技术对缠丝时间、缠丝应力和焊接方式进行控制,实现了大桥主缆的顺利施工,并提高了主缆防腐保护效果。     

伶仃洋大桥锌-铝-稀土合金镀层钢丝腐蚀-疲劳耦合试验研究

深中通道伶仃洋大桥主缆采用?6 mm 2 060 MPa锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝,为了解腐蚀-疲劳耦合作用对该类型钢丝疲劳寿命的影响,对其进行试验研究。在钢丝试样常规疲劳试验的基础上,结合伶仃洋大桥主缆的承载特征和海洋环境下的服役特点,对腐蚀疲劳试验的方法进行比选,最终采用了干湿交替腐蚀-疲劳循环耦合试验的新方法,研究不同应力变幅下主缆钢丝的腐蚀疲劳寿命、腐蚀状态及断口形态。结果表明：由于腐蚀和疲劳循环耦合作用,?6 mm 2 060 MPa锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝抗疲劳性能有所降低,其疲劳应力变幅越大,疲劳循环次数降低幅度越大。当应力变幅为360 MPa时,在相当于4倍以上常规热镀锌钢丝盐雾腐蚀试验时间的腐蚀下,钢丝表面锈蚀超过30%,其应力循环次数为197万次,接近200万次。     

悬索桥主缆的锈蚀机理及其防护措施

日本几座悬索桥的主缆被发现受到了锈蚀.为确定其锈蚀机理,对主缆内的环境进行了调查,并进行了镀锌钢丝锈蚀模拟试验.研究表明,锈蚀环境与钢丝在主缆内的位置有关,主缆侧面的钢丝最易发生锈蚀.一种采用S形缠绕钢丝和改进涂料的新型方法解决了这一问题,对采用这一方法与常规方法保护的主缆作了长期的露天测试,表明这种方法提高了主缆的防锈性能.另一种新方法是在主缆中输入干燥空气,初步试验表明,这对于提高主缆的防锈性能前景乐观.     

大跨径悬索桥主缆防腐蚀技术的研究

悬索桥主缆钢丝腐蚀是国内外悬索桥普遍存在的问题,作为悬索桥的主要承重构件的主缆,它的安全性及其耐久性直接关系到桥梁的使用年限,故对其钢丝进行特殊防护,是保证桥梁正常运行及保证桥梁使用寿命的重要措施。为了更加经济,更加方便地进行主缆钢丝的防护,同时考虑到长远利益,对主缆防腐蚀技术研究现状的了解显得尤为必要,故主要介绍了大跨径悬索桥主缆防腐蚀技术的发展状况。     

基于无损腐蚀监测系统的悬索桥主缆腐蚀试验及数据分析

为了解悬索桥内部的腐蚀环境随外界环境的变化规律,以及影响其腐蚀程度和腐蚀速率的关键因素,该文进行了主缆足尺节段模型腐蚀试验。试验将1∶1的主缆节段模型安放于环境试验箱中,箱内循环模拟降雨过程、高温加热、通风干燥等环境循环过程。与此同时,在主缆模型内部埋置传感器,测量不同部位钢丝的温度、相对湿度及腐蚀速率等环境参数。分析数据得到主缆内温度、湿度的分布情况以及腐蚀与环境之间的关系,结论如下:1温度的测试值与传感器在主缆内埋入的深度有很大的关系,而相对湿度则不然,越靠近主缆的中心位置温度呈现线性增加,而相对湿度则线性减小;2腐蚀程度是由湿度来影响的,当增加湿度时,腐蚀程度会明显地增加近50%,腐蚀的速率主要受到温度循环的影响,腐蚀速度与温度高度地线性相关。     

郭家沱长江大桥主缆防护体系的应用研究

主缆是悬索桥最重要的受力构件,如果长期暴露在自然环境中,各种腐蚀介质会对主缆钢丝产生腐蚀。为了解决悬索桥主缆被腐蚀的问题,国内外均有好多种防护方案的实践。对国内外的主缆防腐方案进行归纳总结,探讨各种方案的优缺点,结合重庆地区的腐蚀环境以及郭家沱长江大桥的实际情况,展开更为合理、适用的主缆防护体系的应用研究。     

悬索桥主缆镀锌钢丝腐蚀过程及抗力变化试验研究

为了确定悬索桥主缆镀锌钢丝的剩余抗力和腐蚀外观之间的对应关系,采用中性盐雾试验对16组(共320根)镀锌钢丝试件进行420d的加速腐蚀,观察钢丝的外观腐蚀过程,研究其腐蚀指标随腐蚀程度的变化过程,对腐蚀后的钢丝进行拉伸试验,测试其剩余抗力,并以此为依据对钢丝的腐蚀程度进行分级。结果表明:钢丝的外观腐蚀过程分为镀锌层腐蚀和基体腐蚀2个阶段;钢丝的质量、直径和破断力等指标在镀锌层腐蚀阶段降低较慢,钢丝发生延性断裂,进入基体腐蚀阶段后降低较快,钢丝发生脆性断裂;根据钢丝的腐蚀外观和腐蚀指标、抗力指标的损失,将钢丝的腐蚀分为8个等级,实桥检测时可通过腐蚀外观判断钢丝的剩余抗力。     

悬索桥主缆的锈蚀机理及其防护措施

日本几座悬索桥的主缆被发现受到了锈蚀，为确定其锈蚀机理，对主缆内的环境进行了调查，并进行了镀锌钢丝锈蚀模拟试验，研究表明，锈蚀环境与钢丝在主缆内的位置有关，主缆侧面的钢丝最易发生锈蚀，一种采用S形缠绕钢丝和改进涂料的新型方法解决了这一问题，对采用这一方法与常规方法保护的主缆作了长期的露天测试，表明这种方法提高了主缆的防锈性能，另一种新方法是在主缆中输入干燥空气，初步试验表明，这对于提高主缆的防锈性能前景乐观。     

悬索桥主缆防腐系统的现状分析

悬索桥主缆钢丝腐蚀是国外悬索桥普遍存在的问题，也在国内引起越来越多的关注，对主缆防腐的现状以及新出现的防腐方法进行了阐述，并对国外主缆防腐系统检验结果和研究计划进行了简要介绍。     

大跨径悬索桥主缆缠丝施工技术

悬索桥主缆防护用缠绕钢丝有圆形镀锌软钢丝和S形钢丝2种,以南京长江第四大桥为依托,介绍S形缠绕钢丝的施工工艺及控制要点.缠丝前需进行主缆表面清理及紧缆钢带和改吊绳处理,主缆缠丝采用缠丝机在两索夹间进行,分为起始端缠丝、中间缠丝、终端缠丝、索夹跨越等主要工序,采用铝热焊剂并联焊接的方式中间缠丝接头.     

悬索桥主缆与鞍座间摩擦系数的测定

为了研究特定工况下中塔主缆在鞍座内的滑移情况,对泰州长江公路大桥开展了主缆与中主鞍座间抗滑移试验研究,试验采用与实桥直径相同的镀锌钢丝,全面模拟各束股与束股之间、钢丝之间、束股与鞍槽间的真实的接触特征,以期使试验测出的主缆与鞍座鞍槽间摩擦系数能较为真实地反映实桥的情况.     

大直径高强钢丝主缆设计和应用

介绍桥梁缆索用高强钢丝的发展,以及目前已建和在建悬索桥高强钢丝应用情况和趋势。依托武汉杨泗港长江大桥工程,通过计算分析不同主缆钢丝直径在锈蚀工况下对结构受力的影响,研究钢丝直径与主缆长效耐久性的关系及大直径高强钢丝设计的合理性,并提出采用抗拉强度1 960 MPa、直径6.2mm高强钢丝主缆。提高主缆钢丝强度和增大成品钢丝直径主要依赖于高碳钢盘条综合性能的提高。目前,杨泗港大桥用大直径高强钢丝盘条完全实现国产化,为我国大跨度悬索桥建设提供了可靠的技术保证。     

2 000 MPa 级多股成品索式锚碇锚固系统研究与应用

多股成品索式锚碇锚固系统是当前锚固大型悬索桥主缆索股的主要型式。随着悬索桥跨经的不断增大,为减少主缆重量,主缆钢丝向超高强度、更大直径方向发展,目前常用主缆钢丝强度达到了1 960 MPa,而强度超过2 000 MPa、直径超过6 mm的钢丝主缆已在工程中得到应用。随着高强度、大直径主缆索股的不断升级,需开发与之匹配的锚碇锚固系统。通过对2 000 MPa级钢绞线多股成品索式锚碇锚固系统的设计、试验与工程应用,结果表明该新型锚固系统具有降低工程建设成本、锚固可靠、耐久性好、结构紧凑等的优点,已成为当今锚碇工程设计的首选。     

悬索桥主缆的内部检测

悬索桥主缆检测分为3个级别:日常巡查及维护、2年1次的全主缆定期巡检和主缆的内部检查.结合美国国家公路合作研究计划(NCHRP)534指南,以及在该指南指导下进行的英国M48塞文桥主缆检测的报告,介绍在对主缆进行内部检查时如何确定检测的位置、检测的具体步骤、需要记录的数据以及钢丝样本的提取方法.通过介绍的主缆检测方法,可以获得悬索桥主缆的基本健康状况,对提取出的样本钢丝进行张拉试验,可为主缆强度的评估以及剩余寿命的计算提供数据资料.     

现代悬索桥主缆防护现状与展望

悬索桥主缆腐蚀是世界范围的问题,传统的主缆防护方法只能减缓主缆腐蚀.结合对悬索桥主缆防护问题的现场调查和文献资料调查,介绍国内外现行悬索桥主缆防护方法和现状,分析和探讨未来悬索桥主缆防护技术的发展和应用问题.     

日本新日铁公司主缆防腐技术在润扬长江公路大桥南汊悬索桥中的应用

在我国,悬索桥主缆的防腐基本上参照了欧美的方法,即在索股外表面涂腻子后缠绕圆形钢丝,然后,在缠丝外表面进行常规涂装及嵌缝。由于以前对主缆防腐及其嵌缝未能引起重视,再加上防腐体系本身的缺陷,国内悬索桥主缆几乎都出现了涂装及嵌缝层开裂,导致主缆进水腐蚀,危及主缆安全。润扬长江公路大桥南汊悬索桥在考察国内外众多同类桥梁的主缆防腐技术后,首次引进并采用了日本新日铁公司的防腐新技术。     

悬索桥主缆锈蚀机理和防护方法

日本几座悬索桥的主缆已发生锈蚀.为了弄清锈蚀机理,调查了主缆内部的环境状况,并进行了镀锌钢丝的锈蚀模拟试验.研究表明,主缆横截面不同部位的锈蚀环境状况不同,侧面最容易锈蚀.研制出一种采用S形截面缠绕钢丝和改性腻子的新防腐蚀系统.对采用新系统的主缆和采用传统方法防护的主缆进行了长期暴露对比试验,显示出新系统具有更好的防腐蚀性能.初步试验表明,新系统在提高主缆防腐蚀性能方面很有发展前景.