[发明专利]预应力混凝土桥梁腐蚀疲劳寿命预测方法

摘要

本发明公开了一种预应力混凝土桥梁腐蚀疲劳寿命预测方法，将钢绞线的应力分为三部分：剩余有效预加力引起的拉应力、疲劳荷载引起的弹性应力和受压区混凝土塑性变形引起的应力。通过预测钢绞线锈蚀水平得到结构剩余预加力；引入应力集中因子来考虑坑蚀引起的应力集中影响，提出了腐蚀和疲劳共同作用下钢绞线弹性应力增长模型；以钢绞线截面损失作为疲劳损伤参量，考虑疲劳后混凝土弹性模量退化，建立了钢绞线塑性应力增长模型；明确了混凝土、钢绞线和普通钢筋的失效准则，形成了一整套腐蚀环境和疲劳荷载作用下预应力混凝土桥梁寿命分析方法。本发明预测方法合理，适用性强，可为服役预应力混凝土桥梁的安全评定提供支持。

主权项

1.一种预应力混凝土桥梁腐蚀疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)计算疲劳荷载下受压区混凝土的应变和混凝土弹性模量；2)采用锈蚀电流密度表征钢绞线的锈蚀速率，预测钢绞线的锈蚀损失，由此计算钢绞线剩余有效预加力；根据变形协调条件，考虑混凝土弹性模量退化，融入坑蚀导致的应力集中对钢绞线应变增长的影响，计算疲劳荷载引起的钢绞线弹性应变；考虑受压区混凝土塑性应变对钢绞线应变的影响，计算钢绞线塑性应变，得到锈蚀和疲劳共同作用下钢绞线应力；3)考虑钢绞线张拉锚固后对受拉区普通钢筋预压力的影响，得到受拉区普通钢筋初始应力；计算疲劳荷载作用下受拉区普通钢筋弹性应力；考虑受压区混凝土塑性应变对受拉区钢筋应变的影响，计算钢筋塑性应力，得到锈蚀和疲劳共同作用下受拉区钢筋总应力；4)随疲劳荷载次数的增加，对混凝土、受拉区钢筋、钢绞线的应力‑应变进行实时计算，结合混凝土、普通钢筋、钢绞线应力‑应变增长关系模型和失效准则，判定结构失效模式，对结构疲劳寿命做出评价。