索承式桥梁吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估.pdf

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1、第３９卷第４期土木建筑与环境工程Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．４２０１７年８月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌ，Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ．２０１７ｄｏｉ：１０．１１８３５／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４４７６４．２０１７．０４．０１８索承式桥梁吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估乔燕１，缪长青２，孙传智１（１．宿迁学院建筑工程系，江苏宿迁２２３８００；２．东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，南京２１００９６）摘要：根据吊索镀锌钢丝腐蚀疲劳破坏特点，把镀锌钢丝腐蚀疲劳纹形成和扩展过程分解成镀锌层腐蚀失效、蚀坑萌生、蚀坑形成、短裂纹扩展

2、、长裂纹扩展和断裂破坏等阶段，建立各阶段时间表达式，得到镀锌钢丝疲劳寿命表达式，提出基于断裂力学的吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估研究结果方法。通过算例分析复杂运营条件下腐蚀环境和应力幅等因素对吊索钢丝腐蚀疲劳寿命的影响，研究结果表明：吊索钢丝腐蚀疲劳寿命主要由钢丝镀锌层腐蚀、蚀坑发展和短裂纹扩展等３个阶段组成，为了准确地评估吊索腐蚀疲劳寿命，需要掌握大桥的运营环境和交通荷载。关键词：断裂力学；腐蚀；吊索；钢丝；疲劳寿命中图分类号：Ｕ４４８．２２５文献标志码：Ａ文章编号：１６７４４７６４（２０１７）０４０１１５０７犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳犮狅狉狉狅狊犻狅狀犳犪狋犻犵狌犲犾

3、犻犳犲犳狅狉犮狅狉狉狅犱犲犱狑犻狉犲犳狅狉犮犪犫犾犲狊狌狆狆狅狉狋犲犱犫狉犻犱犵犲１，犕犻犪狅犆犺犪狀犵狇犻狀犵２，犛狌狀犆犺狌犪狀狕犺犻１犙犻犪狅犢犪狀（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｕｑｉａｎＣｏｌｌｅｇｅ，Ｓｕｑｉａｎ２２３８００，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＣｏｎｃｒｅｔｅａｎｄＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＭｉｎｉｓｔｒｙ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋

4、狉犪犮狋：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｇａｌｖａｎｉｚｅｄｗｉｒｅ，ｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄｉｎｔｏ７ｓｔａｇｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｇａｌｖａｎｉｚｅｄｌａｙｅｒｆａｉｌｕｒｅ，ｍａｔｒｉｘｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｉｔｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ，ｓｈｏｒｔｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，ｌｏｎｇｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｄａｍａｇｅｓｔａｇｅ．Ｔｈｅｎｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｉｍｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓａｎｄｔｈｅｇａｌｖａｎｉ

5、ｚｅｄｗｉｒｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅｉｓｐｕｔｔｅｄｆｏｒｗａｒｄｂａｓｅｄｏｎｆｒａｃｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｃｓ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃａｓｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｍｐｌｅｘｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｏｐｅｒａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｓｔｒｅｓｓａｍｐｌｉｔｕｄｅ，ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｗｉｒｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄ

6、．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆｗｉｒｅｉｓｍａｉｎｌｙ收稿日期：２０１６０９０５基金项目：国家自然科学基金（５１０７８０８０）；江苏省自然科学基金（ＢＫ２０１２５６２）；江苏省高校自然科学研究项目（１０ＫＪＢ５８００５）；宿迁市交通运输科学研究项目（ＫＹ２０１４—１、ＫＹ２０１５—２）作者简介：乔燕（１９７６），女，副教授，主要从事大跨桥梁承载力评估研究，（Ｅｍａｉｌ）ｓｑｑｉａｏｙａｎ＠１６３．ｃｏｍ。孙传智（通信作者），男，博士，（Ｅｍａｉｌ）ｓｃｈｚｈ＿ｘｚｈ＠１６３．ｃｏｍ。犚犲犮犲犻狏犲犱：２

7、０１６０９０５犉狅狌狀犱犪狋犻狅狀犻狋犲犿：ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５１０７８０８０）；ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．ＢＫ２０１２５６２）；ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒＣｏｌｌｅｇｅｓａｎｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓｉｎＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ（Ｎｏ．１０ＫＪＢ５８００５）；ＴｒａｆｆｉｃＳｃｉｅｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｊｅｃｔｏｆＳｕｑｉａｎ（Ｎｏ．ＫＪ２０１４１