拱桥吊杆锈蚀高强钢丝疲劳性能试验研究

为了评价拱桥服役吊杆的残余寿命,以使用10余年的吊杆高强钢丝为对象,通过自然锈蚀、人工锈蚀及机械损伤方法得到轻微锈蚀、严重锈蚀以及点蚀状态的钢丝样本,根据拉伸试验和疲劳试验、破坏断口形貌分析,研究了锈蚀钢丝的拉伸性能、疲劳寿命以及破断机理。在此基础上用精细有限元计算模型分析蚀坑对钢丝应力集中的影响。试验结果表明,锈蚀对钢丝的拉伸强度影响不大,承载力变化主要取决于钢丝有效截面的减少程度;锈蚀导致钢丝的延性下降;钢丝疲劳性能受锈蚀程度的影响具有先敏感后迟钝的特征,即锈蚀初期钢丝的疲劳寿命因锈蚀而显著降低,但进一步锈蚀引起的钢丝疲劳寿命下降不明显。有限元分析结果表明,点蚀钢丝的疲劳寿命不仅取决于蚀坑底部的应力集中程度,还受到应力集中区域的影响。