拱桥吊杆腐蚀疲劳可靠性评估方法研究

陈绍军，张强，杨钧杰

（1.四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，成都 610041；2.北京建筑大学土木与交通工程学院，北京 100044）

1 引言

吊杆作为中承式拱桥的一种传递荷载的构件，长期处在高应力状态下工作[1]。若防护不当，极易造成材料腐蚀。腐蚀能显著劣化材料的疲劳性能。疲劳和腐蚀2 种损伤模式耦合在一起时，材料疲劳寿命大大缩减。另外，腐蚀和疲劳的复合损伤失效往往是瞬间的，失效前无任何征兆，极易造成工程事故，产生巨大的经济损失和不良社会影响。

国内外研究学者针对拱桥吊杆的疲劳耐久性问题进行了一定的研究。研究内容主要从吊杆高强钢丝的疲劳抗力和效应2 方面着手考虑。疲劳抗力方面，大部分研究人员通过电化学腐蚀方法对高强钢丝进行定量锈蚀，开展未锈蚀、轻微锈蚀和严重锈蚀的高强钢丝疲劳试验研究，得到不同锈蚀程度钢丝的疲劳强度曲线[2]。部分学者则通过拆卸需要更换的既有吊杆构件，对既有高强钢丝进行疲劳试验。学者李晓章以服役10 a 吊杆为研究对象，对其进行疲劳实验锈蚀吊杆的疲劳强度曲线[3]。疲劳荷载效应研究方面主要通过2 种途径开展工作。一是通过对桥梁荷载的监测，通过建立桥梁的有限元数值模型将荷载信息转换成效应信息[4]。这种方法的局限性在于难以综合桥梁服役状态、环境因素干扰，吊杆的实际效应与计算值有较大的差值。如学者殷新锋[5]分析了不同桥面平整度对拱桥的吊杆的疲劳寿命的影响，2 种计算模型下吊杆的疲劳寿命相差15～30 年。……