:基于混凝土碳化理论分析预 应力筋腐蚀开始时 间,提 出预应 力钢绞线腐蚀 截 面积 退化 时变模 型。通过 已有 试验成果对比研 究 ,提 出由腐蚀 电流 密度和时 间表 达的 腐蚀 钢 绞线力 学性 能退化 时 变模 型 ,包括 名 义极 限强度 、极 限延伸率 、名 义弹性模量 时变模型 ;并推 导建立 由于钢绞 线腐蚀 引起 的预应 力损失 时变模 型。在 此基础 上 ,以预应 力混凝土空心板桥为例,分析预应力钢绞线腐蚀后其梁体应力、抗弯承载力和可靠度等的经时变化。研究表明:预 应力筋是预应力混凝土粱桥性能表现的重要参数,一旦发生腐蚀,其应力水平、抗弯承载力及可靠度将急剧下降,在 短 短 几 年 内就 可 能 危 及桥 梁 的 安 全 。 关键词 :预应 力混凝土 ;钢 绞线;腐蚀 ;时变模 型;可靠度 文章编号 :1009—6477(2015)01—0066—08 中图分 类号 :U448.35 文献标识码 :A Researchon InfluencesofTime——varying EfectofSteelStrand Corrosionon Prestressed Concrete Beam Bridges W ANG Peng,ZHANG Li,W ANG Fumin,ZHANG Zanpeng Abstract:Thispaperanalyzesstarttimeofcorrosion ofprestressed reinforcementsbased on thetheory of concrete carbonization and proposes a time ——varying model of cross ——sectional area degradation of prestressed steelstrand corrosion. By comparative research on existing testresults,the paperproposes a time——varying modelofmechanicalproperty degradation ofcorroded steelstrand expressed by corrosion currentdensity and time, including nominalultimate strength,maximum elongation and time — varying modelofnominalelastic modulus;and derives and establishes time —varying modelofprestressed loss caused bysteelstrandcorrosion.On thisbasisthepaperanalyzesongoingchangesofbeam stress,bending capacity and reliability,ete.afterprestressed steelstrand corosion.The research showsthatprestressed reinforcementis an importantparameter for performance ofprestressed concrete beam bridges, and its stresslevel,bending capacity and reliabilitywilldecrease sharply and may endangerthe safety ofbridges in afew yearsonce corosion happens. Keywords:prestressed concrete;steelstrand;corosion;time—varying model;reliability 由于预应力混凝土梁桥 的建设时间相对较短 , 故该类桥梁的病害暴露还不是十分充分 ,相关研究 也不足 。但从 已有 的观察和检测情况看 ,在役预应 力混凝土梁桥病害与普通钢筋混凝土梁桥类似 ,其 特殊性主要在于上部结构梁体部分 设置 了预应力 筋 ,而预应力筋也存在腐蚀问题。 氯离子侵入 、混凝土碳化 、灌浆不饱满 、混凝 土 缺陷或裂缝等都是预应力筋腐蚀的诱因。对钢绞线 而言 ,腐蚀介质穿透其钢丝钝化膜引起钝化膜溶解 基金项目:交通运输部西部交通建设科技项 目(2010318740008) 收稿 日期 :2014—07—14 作者简介 :王 鹏 (1973一),男 ,山东省邹平县人 ,博士 ,副研究员 的部位 比钢筋少 ,因此 ,生成的少量蚀核受供水条件 或供氧条件的限制相对较小 ,腐蚀更加充分 ,导致坑 蚀 的出现。Stewart… 的研究认为 ,预应力筋在碳 化 作用下的腐蚀形式 为均匀腐蚀。李富 民、袁迎 曙 研究认为腐蚀的发展伴随着新蚀坑的不断开发和老 蚀坑的不断融合 ,总体可按均匀腐蚀考虑预应力筋 的腐蚀损失。 预应力筋在腐蚀作用下 的失效模式有应力腐蚀 开裂 、氢断 、脆断和屈服。Maes 的研究认为 ,预应
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