强腐作用下钢板组合梁的力学性能及失效机理

摘要：

针对钢板工业盐酸强腐导致钢板组合梁力学性能退化的过程,以三跨钢板组合梁为研究对象,基于腐蚀后钢材力学性能衰减过程,推导出强腐作用下双钢板组合梁的正弯矩抗弯承载力的计算公式.将荷载作用在腐蚀后的钢板组合梁上,参考已有受腐蚀钢材的力学性能试验数据和研究成果,建立有限元数值模型.分析3种腐蚀场景下钢板组合梁的破坏形态,获得不同腐蚀时间下钢板梁上所研究关键截面的荷载-位移曲线,揭示钢板在浓度36％工业盐酸强腐下引起三跨钢板梁的破坏过程,拟合出钢板组合梁在不同腐蚀场景下,极限荷载随腐蚀时间变化的计算公式.研究结果表明:正弯矩抗弯承载力公式计算值和有限元计算值的相对偏差在4.31％～8.12％.当钢板腐蚀时间在6 h以内,钢板梁腐蚀区域中心截面的极限荷载和位移降低较明显;当钢板腐蚀时间从6 h增加到30 h时则降低较少;当钢板腐蚀时间增加至30 h之后,降低更为缓慢;钢板腐蚀时间达到48 h,钢板梁腐蚀区域中心截面的极限承载力和位移相当于未腐蚀截面的78.98％～87.11％和74.94％～76.54％.由于连续梁中跨边界约束较边跨约束强,中跨表现为混凝土桥面板的下挠和钢梁的鼓胀破坏,边跨表现为钢板组合梁的整体破坏.

关键词：桥梁工程、钢板组合梁、有限元、强腐、极限荷载、力学性能、失效机理

所属期刊栏目：41

分类号：U448.216(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;陕西省教育厅专项科研项目;西安市未央区科技局项目;西安工业大学校长基金;陕西省交通厅科技项目

在线出版日期：2021-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：46-54