大跨桥梁缆索腐蚀疲劳机理与耐久性研究

针对缆索支承型结构桥梁的主要病害，进行环境腐蚀条件下缆索构件腐蚀疲劳机理与耐久性研究。探索缆索构件疲劳损伤随环境参数以及时间变化的函数关系，建立腐蚀环境下现役大跨桥梁缆索构件耐久性评估的有效方法，并形成有关软件。内容包括：1）腐蚀条件下缆索耐久性分析的概率断裂力学方法研究；2）研究缆索构件金属基体、防腐层失效等与构件疲劳损伤之间的关系，进行加速环境谱的编制方法研究和缆索构件加速腐蚀试验研究；3）缆索构件疲劳疲劳理论与寿命预测方法研究；4）结合健康监测系统数据和日常检测数据，进行交通荷载、环境荷载、环境腐蚀疲劳等变量的概率分布特性研究，并进行大跨桥梁缆索耐久性评估方法研究，并编制有关计算软件。.目前关于环境腐蚀条件下大跨桥梁结构耐久性研究很少。而国内许多大跨桥梁已经进入10-20年区的缆索病害期，本项目研究内容是大跨桥梁运营养护管理中亟待解决的问题。

针对大跨缆索支承型结构桥梁的主要病害，进行了环境腐蚀条件下缆索构件腐蚀疲劳机理与耐久性研究。探索了缆索构件疲劳损伤随环境参数以及时间变化的函数关系，建立了腐蚀环境下现役大跨桥梁缆索构件耐久性评估的方法，并形成有关软件。内容包括：（1）分析了钢丝蚀坑几何形态参数的随机分布特征，基于分形理论计算分析了桥梁高强钢丝蚀坑形态概率分布特征，建立了钢丝蚀坑损伤以及桥梁缆索腐蚀损伤的表征模型。（2）研究分析了钢丝主要力学性能随腐蚀程度的变化规律，建立了钢丝力学性能指标与蚀坑参数之间的关系。（3）引进蚀坑等效裂纹折减系数，建立了吊索承载力安全性能评估的工程断裂力学方法。（4）研究缆索构件金属基体、防腐层失效等与构疲劳损伤之间的关系，基于大跨悬索桥吊杆钢丝破坏的寿命历程，建立腐蚀环境下缆索构件疲劳寿命预测方法。（5）建立了大跨桥梁构件加速腐蚀当量环境谱的编制方法。结合大跨桥梁健康监测系统数据，研究了交通荷载、环境荷载等变量的概率分布特性，建立了大跨桥梁缆索耐久性评估方法，编制了有关软件。. 本项目内容是大跨桥梁运营养护管理与监测分析中亟待解决的问题，属于开拓性工作。