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。     

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.     

杂散电流与氯盐耦合作用下钢筋混凝土梁疲劳刚度衰减规律研究

通过钢筋混凝土梁在空气环境、杂散电流环境、氯盐环境和两者耦合环境下的疲劳试验,研究了这4种环境下梁的变形发展过程、刚度损伤过程和电化学腐蚀参数.结果表明,在不同腐蚀疲劳环境作用下,梁挠度-循环比和刚度损伤变量曲线呈三阶段特征,但其变化程度有所不同,空气环境最慢,氯盐环境到疲劳后期较快,杂散电流环境较快,耦合作用下最快....     

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...     

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.     

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。     

钢筋混凝土空心梁疲劳性能试验研究

对6根大比例钢筋混凝土空心梁进行静载和疲劳性能试验研究,每根梁取不同荷载幅度,研究不同疲劳次数下梁受压区混凝土和受拉区的钢筋的应变、梁的跨中挠度以及裂缝发展情况,得到不同的疲劳荷载应力幅作用下钢筋混凝土空心梁的疲劳寿命;根据试验结果拟合得到钢筋混凝土空心梁疲劳荷载作用下的S-N曲线,为由钢筋混凝土空心梁构成的桥梁结构寿命预测提供依据。对钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后的钢筋进行静力学性能试验研究,了解钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后钢筋力学性能的退化情况。     

CAN总线技术在轨道交通杂散电流监测中的应用

分析了轨道交通杂散电流对埋地金属的电化学腐蚀后果。根据轨道交通杂散电流的分布规律,分析了CAN(控制器局域网)总线技术应用于杂散电流监测的合理性。设计了基于CAN总线技术的杂散电流在线监测系统,并通过实验室的模拟实验装置进行验证试验。     

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。     

疲劳荷载作用下高强钢筋混凝土梁裂缝宽度计算

通过9根高强钢筋混凝土梁的疲劳试验,分析了疲劳荷载作用下高强钢筋混凝土梁的裂缝发展原因,依据黏结-滑移理论,探讨了高强钢筋混凝土梁疲劳裂缝宽度的计算方法,提出了相应公式,并将理论值和实测值进行了对比,两者符合良好.     

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。     

考虑氯离子侵蚀的钢筋混凝土桥梁疲劳时变可靠度

基于混凝土中氯离子扩散及其引起钢筋锈蚀的机理,提出了钢筋面积随时间变化的公式.根据锈蚀钢筋疲劳试验,提出了反映钢筋疲劳性能的疲劳强度时变模型.基于上述模型,运用线性累积损伤法则和蒙特卡罗方法,对钢筋混凝土桥梁进行疲劳可靠性分析,计算其时变疲劳可靠度.结果表明:氯离子侵蚀作用下,钢筋有效截面减小和疲劳性能衰减显著降低桥梁结构的疲劳可靠指标.本文建立的计算模型能够为结构疲劳可靠性的鉴定以及结构构件的维修决策提供有效参考.     

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.     

钢筋混凝土梁疲劳性能的有限元分析

为研究钢筋混凝土梁的疲劳性能发展及其影响因素,本文采用数值模拟方法,利用有限元软件ABAQUS分析钢筋混凝土梁的静力弯曲性能,结合疲劳计算软件FE-SAFE对梁结构的疲劳性发展过程进行研究,探讨了混凝土强度、纵向钢筋配筋率、疲劳荷载水平等主要因素对钢筋混凝土梁抗弯疲劳寿命的影响。结果表明:在一定范围内钢筋混凝土梁的疲劳寿命随着混凝土强度的增加而增大,但超过一定范围后梁的疲劳寿命提高幅度有所降低;梁的疲劳性能受荷载水平影响较大,疲劳寿命随荷载水平的提高显著降低;较高的配筋率可以提高受拉区混凝土的塑化效应,从而提高钢筋混凝土梁的疲劳寿命。     

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。     

直流牵引回流系统杂散电流泄漏量的计算

针对大范围内地铁直流牵引回流系统泄漏电流(即杂散电流)难以计算与检测的现状,提出了一种杂散电流泄漏量计算方法,为杂散电流腐蚀危险性的评价提供了基础数据支撑。阐述了基于现有工程技术的杂散电流泄漏量检测方法,并利用MATLAB软件,对计算方法进行了仿真分析。     

地铁轨道系统电阻对杂散电流的影响分析

国内已开通运营的采用直流供电地铁线路,普遍存在轨电位异常问题,过高的轨电位将引发直流框架保护动作甚至导致接触网停电而影响运营。钢轨电位限制装置(OVPD)动作或长期合闸时,大量电流入地并形成杂散电流,对设备及金属构件造成电化学腐蚀,影响设备可靠性、耐久性及安全性。轨电位、杂散电流与土建、供电、轨道等专业密切相关,需系统性统筹考虑杂散电流腐蚀防护问题。而对于过渡电阻测试及杂散电流防护,国内相关标准及技术规程还不完善。成都地铁基于实测轨道系统各个电阻参数、专题研讨及专家论证等方式进行了一系列探索,重点研究轨道系统电阻对杂散电流的影响,并立足轨道专业对杂散电流腐蚀防护提出一些建议。     

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。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁徐变后的疲劳性能研究

粘贴碳纤维布加固混凝土梁粘贴界面的长期性能,特别是承受长期荷载后的抗疲劳性能是这种加固方法能否推广应用的关键问题,基于此对碳纤维布加固钢筋混凝土梁徐变后的疲劳性能进行了试验研究.研究结果表明:粘贴碳纤维布的钢筋混凝土梁具有良好的疲劳性能,经过相同次数的疲劳荷载后,没有经历徐变过程的加固梁与未加固梁相比,前者的挠度比后者...     

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.