钢桥钢结构的腐蚀及其对力学性能影响的研究

发布时间：2017-09-15 17:21

  本文关键词：钢桥钢结构的腐蚀及其对力学性能影响的研究

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【摘要】：钢桥是现代广泛应用的桥梁之一,它具有自重轻、跨度大、绿色环保、施工周期短等各种优点,但同时也容易受环境影响而发生锈蚀。钢桥腐蚀往往造成巨大的损失,除了一般的防腐及维修费用以外,更会影响钢桥的正常使用从而引发重大事故。钢桥腐蚀是不可避免的,尤其在钢桥的钢结构连接处更是严重。钢结构一般用高强度螺栓连接,在复杂的环境下容易腐蚀而改变其力学性能。由于现阶段对该方面的研究内容并不多,而服役的钢桥却日益增多,故对钢结构腐蚀和其力学性能研究变得非常重要。本文以桥梁常用的Q345钢为材料,自行设计钢板尺寸,用高强度螺栓模仿钢桥节点的连接,将其组成钢结构。针对本文的研究特点,主要设计了腐蚀试验与力学性能试验。腐蚀试验主要有12组钢结构试件,其中3组是在自然大气环境中,9组是在人工模拟环境中,人工模拟环境主要考虑的是酸雨影响。对分别在不同环境中腐蚀的试件进行观察测量研究,得出各种环境下的失重率,并将失重率与时间进行拟合,研究它们之间的联系。力学性能试验是在完成腐蚀试验的基础上,将腐蚀过的钢结构试件作为研究对象。先将一组未腐蚀的试件进行试验,其数据作为参照。然后对腐蚀过的试件试验,记录数据。接着将结果对比研究,找出不同腐蚀环境下钢结构力学性能的变化规律。最后得出以下结论:(1)在腐蚀试验中,试件的失重率和腐蚀溶液的PH值有关,PH值越小,钢结构试件的失重率越大。试件的失重率还和时间成线性关系,随着腐蚀时间的增加,失重率就变得越大。(2)在力学性能试验中,当失重率小于10%时,试件的抗滑移系数和时间成线性关系,抗滑移系数随着时间的增加而变大。抗滑移系数和失重率成线性关系,失重率较大的试件,其腐蚀坑较多导致粗糙程度更大,其抗滑移系数也就更大。滑动荷载和抗滑移系数成正比关系,所以滑动荷载和失重率也成线性关系。(3)当失重率小于10%时,试件的极限承载力受失重率的影响不大,未腐蚀试件和腐蚀后的试件,其极限承载力相差并不大。
【关键词】：钢结构 腐蚀 高强度螺栓 力学性能
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U448.36
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 主要符号说明8-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 钢结构腐蚀的分类介绍9-10
• 1.3 各类腐蚀介质10-12
• 1.4 酸雨对钢桥腐蚀的影响及保护措施12-13
• 1.5 国内外研究现状13-14
• 1.5.1 钢桥的腐蚀行为研究现状13-14
• 1.5.2 腐蚀后钢材的力学性能研究现状14
• 1.6 本文的主要研究内容14-16
• 第二章 Q345钢的腐蚀试验16-33
• 2.1 引言16
• 2.2 试验环境的分类16-19
• 2.2.1 自然环境介绍16-17
• 2.2.2 模拟加速环境介绍17-19
• 2.3 Q345钢的腐蚀试验19-32
• 2.3.1 试验目的20
• 2.3.2 Q345钢结构试件制作20
• 2.3.3 腐蚀试验方案20-27
• 2.3.4 腐蚀试验结果27-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 Q345钢的钢结构力学性能试验33-49
• 3.1 引言33
• 3.2 试验前的准备工作33-39
• 3.2.1 钢结构反力架的制作33-35
• 3.2.2 高强度螺栓的连接35-39
• 3.3 力学性能试验39-45
• 3.3.1 试验目的39
• 3.3.2 测点的布置和注意细节39-41
• 3.3.3 加载试验41-44
• 3.3.4 试验破坏情况44-45
• 3.4 试验的结果45-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 Q345钢结构钢板力学性能试验结果49-62
• 4.1 引言49
• 4.2 试件抗滑移系数和腐蚀时间的关系49-51
• 4.3 试件滑动荷载和失重率的关系51-53
• 4.4 试件极限承载力和失重率的关系53-55
• 4.5 试件的荷载应变曲线55-61
• 4.6 本章小结61-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 本文总结62
• 5.2 本文展望62-64
• 参考文献64-66
• 个人简历 在读期间发表的学术论文66-67
• 致谢67

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本文编号：857876