整体锈蚀与剪跨段锈蚀高性能钢梁失效行为对比

摘要：

为探究整体锈蚀与剪跨段锈蚀高性能钢梁的失效机理差异,设计9片H形Q460D高性能钢梁,对比研究整体锈蚀与局部锈蚀高性能钢梁的抗弯力学性能.首先,通过电化学加速锈蚀方法得到不同锈蚀水平的上述2类锈蚀钢梁,基于3D扫描技术重现锈蚀钢梁的空间形态.接着,开展了钢梁的四点弯曲加载试验,讨论2种钢梁的截面离散性、各部件的长细比以明确锈蚀对几何特性的影响,对比分析荷载-变形响应、腹板与翼缘的应变发展规律以及失效行为.最后,考虑材料力学性能退化和几何初始缺陷等因素,基于ANSYS软件建立有限元模型,详细探究锈蚀长度以及锈蚀水平等因素对钢梁退化性能的影响.结果表明:锈蚀会降低截面的离散性,并促使受压翼缘均变为纤细型;锈蚀程度低于临界锈蚀水平10％时,2组梁强度和刚度退化不大;进一步锈蚀时,会导致整体锈蚀梁提前发生侧向扭转变形和局部屈曲,剪跨段局部锈蚀梁则由局部屈曲失效转变为腹板屈曲失效;数值分析发现受压翼缘或者受拉翼缘的锈损对于整体锈蚀试验梁的力学行为影响较小,加劲肋与腹板对钢梁的抗弯性能影响较大;锈损大于30％后,剪跨段锈蚀梁的力学性能退化明显,锈蚀长度进入到近跨中侧的腹板中部附近时,失效位置将会由跨中逐渐转移到剪跨段的锈蚀分界面上.

关键词：桥梁工程、高性能钢、数值模拟、锈蚀、抗弯性能、失效机理

所属期刊栏目：43

分类号：U448.225(桥涵工程)

资助基金：国家重点研发计划;国家重点研发计划;国家自然科学基金;江西省自然科学基金

在线出版日期：2023-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：71-82