拉索钢丝损伤分级及其疲劳寿命研究

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1、学校代号10536学号12102020254分类号U448.27密级公开硕士学位论文拉索钢丝损伤分级及其疲劳寿命研究学位申请人姓名吴佳东所在学院土木与建筑学院指导教师陈星烨副教授许红胜副教授学科专业土木工程研究方向桥梁结构耐久性论文提交日期2015年04月学校代号：10536学号：12102020254密级：公开长沙理工大学硕士学位论文拉索钢丝损伤分级及其疲劳寿命研究学位申请人姓名吴佳东指导教师陈星烨副教授许红胜副教授所在学院土木与建筑学院专业名称土木工程论文提交日期2015年04月论文答辩日期20

2、15年05月答辩委员会主席王解军教授StudyonTheDamageClassificationandTheFatigueLifeofCableWirebyWuJiadongB.E.(HunanCityUniversity)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofCivilEngineeringinCivilEngineeringinChangshaUniversityofScie

3、nce&TechnologySupervisorVice-ProfessorChenXingye&Vice-ProfessorXuHongshengApril,2015长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研巧成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：

4、為也贫，日期：滅年《月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保。留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查闽和借阅本人授权长沙理工大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进、。行检索，可Ｗ采用影巧缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授

5、权书。２、不保密团。＂＂（请在１＾上相应方框内打Ｖ）作者签名：日期年至月日导师签名：日期；许广月日Ｉ若｜摘要随着我国现代化基础设施建设的逐步完善，仍处于运营中的桥梁设施步入了运营养护阶段。桥梁作为跨越山崖河谷的枢纽工程，随着运营使用年限的增长，钢构件出现了不同程度的腐蚀病害。对于斜拉桥而言，拉索作为最为关键的结构构件，其腐蚀与疲劳损伤严重威胁着整座桥梁的运营安全。针对运营中的斜拉桥拉索钢丝开展腐蚀损伤的分级研究，评估不同腐蚀程度与受力状态下的拉索钢丝剩余疲劳寿命，具有重要的工

6、程实际意义。本文进行的主要研究工作如下：（1）首先介绍了目前国内外腐蚀钢丝损伤的评定方法、拉索疲劳寿命评估的相关理论，确定本文中采用损伤容限设计法中Paris公式定量反推试验索断裂钢丝的理论剩余疲劳寿命。（2）以湘江银盆岭斜拉桥旧索钢丝为试验样本，对不同腐蚀等级下钢丝宏观参数与蚀坑几何参数进行测量统计分析，将镀锌钢丝腐蚀等级划分为6级，提出了包含钢丝直径参数指标与蚀坑参数指标的斜拉索钢丝腐蚀分级的新评价标准。（3）利用电液式脉动疲劳机对不同腐蚀等级钢丝编排组合成的试验拉索进行疲劳寿命试验研究，得到不

7、同载荷作用下拉索钢丝的剩余疲劳寿命以及拉索断丝规律。利用低倍电子显微镜测量钢丝疲劳断口型态，比较拉索钢丝断口裂纹源宽度B、初始裂纹深a0、裂纹扩展长度a对剩余疲劳寿命N的影响。（4）利用ABAQUS有限元计算软件建立了含典型蚀坑的钢丝有限元模型，分析了蚀坑处应力场的分布规律，得到蚀坑处最大应力集中系数随蚀坑参数变化的关系曲线及其拟合公式。通过对各类典型蚀坑曲线图对比分析，得到不同蚀坑形貌下蚀坑深度对应力集中系数的影响规律。（5）运用断裂力学的损伤容限设计法，将蚀坑等效成半椭圆型初始裂纹，并采用Pa

8、ris公式定量反推出疲劳试验拉索钢丝的理论剩余疲劳寿命。通过对比疲劳寿命试验值与理论计算值，两者吻合程度较好，能满足工程使用要求。关键词：斜拉索；腐蚀分级；蚀坑参数；疲劳试验；有限元；剩余疲劳寿命IAbstractAsChina'smoderninfrastructureconstructionisgraduallyimproved,bridgefacilitieswhicharestillinoperationstepintoaoperationalandmaint