[发明专利]一种缆索内锈蚀钢丝剩余承载力检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，尤其是涉及一种缆索内锈蚀钢丝剩余承载力检测方法。

背景技术

缆索的承载力是确保缆索支撑桥梁(斜拉桥、悬索桥、吊杆拱桥)安全的重要指标。由于缆索是由高强钢丝包扎成束构成的，因此缆索的承载力在锈蚀环境中将逐渐降低，直至最终换索或发生断索事故。为了最大限度地提高缆索的利用率，在发现缆索内钢丝锈蚀后，需要对钢丝的锈蚀程度进行评价，再推测锈蚀钢丝的剩余承载力。最终实现对缆索承载力的评估，决定是否需要换索。

目前业界提出的测量钢丝锈蚀程度的方法包括以下几种：

1)基于漏磁原理的钢丝锈蚀程度测量。其原理是磁场信号会随着金属截面改变而变化。漏磁法检测适用于整个缆索的检测。但检测结果反映的是整个缆索截面上综合的锈蚀程度。由于缆索内各部位钢丝的锈蚀程度差异较大，且在缆索截面上钢丝锈蚀程度的分布规律上缺乏有效模型进行描述，因此整个缆索的锈蚀程度无法推测截面内具体钢丝的锈蚀程度。

如果需要用该法检测单根钢丝的锈蚀程度，必须将钢丝分离出缆索以避免其他钢丝对磁场的干扰。但这一点是在现场检测时无法实现的。

2)基于超声波的钢丝锈蚀程度测量。其原理是超声波在遇到连续介质(这里指金属)中的缺陷后会形成反射回波。通过分析回波信号，就可确定钢丝截面上的锈蚀程度。该方法的缺点在于超声波是从钢丝一端向另一端发射的，由于超声发射器功率有限，因此超声波探伤的有效范围仅限于距离钢丝端部1m范围以内。而常见缆索长度通常大于10m，因此该方法不能满足探伤需求。

3)直接采用测量工具(如游标卡尺)测量钢丝的锈蚀程度。该方法的缺点在于由于钢丝是成束的，各根钢丝密贴在一起，且锈蚀钢丝表面凹凸不平，因此直接测量难以实施，且测量结果误差较高。

4)根据钢丝锈蚀程度评定钢丝锈蚀等级。目前有两种分等方法，一种将钢丝锈蚀程度分为四级，一种将钢丝锈蚀分为八级。但两种方法的分级都过于依靠检测者的经验，测量精度不高。

目前对于锈蚀钢丝剩余承载力的确定有以下三种方法：

1)直接通过拉伸试验确定锈蚀钢丝的剩余承载力。该方法属于破坏性试验，无法满足在用缆索检测评估的需要；

2)通过对不同锈蚀等级钢丝进行拉伸试验，确定对应于各个等级钢丝的均值和标准差。该方法由于锈蚀等级划分较粗糙，因此承载力分析结果的精确度较低。

3)首先测定锈蚀钢丝的最小直径，然后通过拉伸试验得到每根钢丝的剩余承载力，最后根据剩余承载力和最小直径回归得到确定钢丝剩余承载力的计算公式。该方法需要结合钢丝锈蚀程度检测方法3)中的测量工具来实施。一方面锈蚀程度检测方法3)的检测误差较高，另一方面测量钢丝最小直径需要对钢丝进行较细致的除锈，且要确定锈蚀最严重的位置，现场实施难度较高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高强钢丝缆索内锈蚀钢丝剩余承载力检测方法，保证检测精度高的同时降低了检测难度，同时安全度高，适用于桥梁缆索的承载力检测与评定。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种缆索内锈蚀钢丝剩余承载力检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：采用物理除锈方法去除锈蚀钢丝表面的锈层；

步骤S2：在铜丝锈蚀部位表面填涂膏状物，并用定位片按压膏状物直至定位片抵住钢丝非腐蚀部位表面，所述定位片凹面内壁上设有用于在膏状物上压出定位标记区域的凸痕，所述膏状物具有柔软易变形且在检测周期内不易挥发失重的特征；

步骤S3：从钢丝表面移开定位片，将定位标记区域外的膏状物刮除；

步骤S4：通过间接测量方法获得步骤S3后铜丝腐蚀部位标记区域内膏状物的重量W；

步骤S5：通过式(1)计算锈蚀钢丝的锈蚀程度r：

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