锈蚀栓钉连接件力学性能试验探究

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1、锈蚀栓钉连接件力学性能试验探究摘要：为了解钢-混组合梁的栓钉连接件发生锈蚀后的静力工作性能，进行了4组栓钉试件的推出试验。首先通过人工电化学快速锈蚀方法使试件中的栓钉达到预定锈蚀状况，然后进行静载破坏试验，通过试验结果分析不同锈蚀状况对栓钉连接件力学性能的影响。结果表明：栓钉钉杆尤其是靠近结合面处发生锈蚀时，其极限承载力降低最大达到18%，相同荷载作用下滑移量增加，与极限荷载相对应的滑移量最大减小了12%；栓钉大头端部发生锈蚀时，对推出试件的承载力影响不大，但对栓钉连接件变形性能影响较大。关键词：栓钉连接件；锈蚀；极限承载力；荷载-滑移中图分类号：TU3

2、98；U448.21文献标志码：A文章编号：1674-4764（2012）02-0015-06ExperimentalAnalysisonMechanicalPropertiesofCorrodedStudShearConnectorsRONGXue-liang,HUANGQiao(SchoolofTransportation,SoutheastUniversity,Nanjing210096,P.R.China)Abstract:Fourseriesstudpush-outspecimenswereconductedtostudystaticmecha

3、nicalbehaviorwhenstudshearconnectorsofcompositebeamswere16corroded.Firstly,thestudsweremanuallyrapidlycorrodedbyelectrochemicalmethods,andthenastaticloadtestwasperformedonthem.Testresultsshowthatwhencorrosionoccursatstudrodespeciallyclosetocombinedsurface,theultimatebearingcapaci

4、tyreducesmostby18%,slipunderthesameloadincreases,andsliprelativetotheultimateloadreducesmostby12%.Whencorrosionoccursatthelargeendofstud,ithaslittleeffectonultimatebearingcapacityofpush-outspecimens,butdeformationperformanceofstudshearconnectorsisaffectedseriously.Keywords:studs;

5、corrosion;loadcarryingcapacity;load-slip钢-混组合梁桥在中国属于“年轻”的结构形式，但在公路和城市桥梁建设中已得到了广泛的应用，自1992年在北京修建了第一座车行组合梁桥——积水潭桥开始，据不完全统计，仅北京市的立交桥建设中，就有50多座采用了这种桥型。经过2016a左右的营运使用，早期修建的这些组合梁桥已经进入了生命周期的第一个阶段点，该阶段点主要性能特征包括：桥面板局部破损甚至开裂、结合面处受到侵蚀；钢梁表面防腐措施失效；钢梁构件连接(铆接、栓接、焊缝等)松动、锈蚀、疲劳，出现裂纹；钢梁局部损伤、疲劳裂纹等

6、［1-2］。剪力键作为钢-混组合梁桥的关键构件，其抗疲劳及耐久性直接影响到钢-混组合梁桥的耐久性能和使用寿命。目前对组合梁桥剪力键进行的静力试验以及疲劳试验已有很多，只是类似试验均是针对设计阶段完好无损的剪力键而进行的［3-14］。一般情况下包裹于混凝土桥面板内的栓钉连接件不会受到外部环境的侵蚀作用而发生锈蚀，但是当混凝土桥面板开裂导致雨水渗入，结合面密实性能不好出现积水受到氯离子侵蚀，或者桥面板更换施工时保护措施不当等情况时，都可能会导致栓钉连接件的防护措施失效而引起锈蚀，而锈蚀后的栓钉连接件的极限承载力与设计阶段相比退化程度如何，目前尚无研究报道。

7、基于上述考虑，该文拟对锈蚀栓钉连接件的静力工作性能进行试验研究，为组合梁桥的耐久性定量分析提供依据。首先分析并确定栓钉连接件可能遭受的环境侵蚀作用，然后采用人工电化学快速锈蚀方法模拟栓钉连接件受到的侵蚀作用，通过对电流或电压的控制使栓钉达到设计的锈蚀量。然后对锈蚀后的栓钉连接件的进行静载破坏试验，观测荷载-滑移性能，极限承载力等基本力学性能的变化。荣学亮，等：锈蚀栓钉连接件力学性能试验研究161推出试验1.1试验概述试验对锈蚀栓钉连接件的静力工作性能进行研究，主要包括两方面的内容，首先是对标准推出受剪试件进行人工电化学快速锈蚀试验，使推出试件中的栓钉

8、按照预先设计的锈蚀参数达到相应的锈蚀程度；然后对锈蚀后的推出试件进行静载破坏试验