[发明专利]腐蚀疲劳下测定温度对钢丝寿命影响的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种腐蚀疲劳下测定温度对钢丝寿命影响的试验装置，包括反力架、盐雾腐蚀装置、恒温箱及疲劳试验机，所述反力架包括槽钢、钢板及支撑，所述槽钢经开孔后通过锚具与钢板和支撑相连，反力架通过锚具与千斤顶相连，千斤顶通过油路与疲劳试验机相连，盐雾腐蚀装置位于两槽钢之间，盐雾腐蚀装置包括腐蚀箱、盐雾发生装置、废液回收装置，整个盐雾腐蚀装置处于恒温箱内。本发明基于传统的疲劳试验和腐蚀试验开发，用于探索不同温度对钢丝腐蚀疲劳耦合作用及损坏机理的影响，为不同地区实际桥梁工程的服役寿命评估打下基础。

技术领域

本发明属于腐蚀与疲劳交叉试验领域，具体涉及一种腐蚀疲劳下测定温度对钢丝寿命影响的试验装置及方法。

背景技术

大跨斜拉桥的斜拉索承担绝大部分恒、活载并将其传递给塔柱，拉索寿命基本等同于整桥寿命。悬索桥的主缆承受桥梁的全部荷载，服役期内不可更换，主缆的竖向压力由主索鞍均匀传递给索塔，其寿命基本与桥梁相同。对于长大桥梁锚固支护工程的预应力锚索或锚杆亦直接承受上部荷载并将其传递给基础，其寿命同样绝对全桥寿命。此类缆索或锚索体系多由高强钢丝、平行钢丝束或钢绞线组成，钢丝的耐久性直接影响全桥的安全性，成为桥梁安全的最重要条件之一。

在服役期内由于环境侵蚀、材料老化和车辆、风、波浪、地震等交变荷载的综合作用，将不可避免地导致结构的损伤累积和抗力衰减，严重影响其疲劳寿命。目前，对环境腐蚀和疲劳荷载单独作用下的疲劳理论、劣化机理及耐久性评估已有较为深入的研究，但腐蚀-疲劳两者耦合作用下结构的劣化机理研究和寿命评估研究较少，同时由于桥梁分布的区域广泛、季节更替等因素导致索用钢丝的工作温度有较大差异，而温度无疑会对钢绞线的疲劳腐蚀具有较为显著的影响。因此，本发明的腐蚀疲劳下测定温度对钢丝寿命影响的试验装置及方法对于掌握不同区域、不同季节下桥梁索用钢丝的安全使用状况并进一步预测其服役寿命，具有极为重要的学术意义和使用价值。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种腐蚀疲劳下测定温度对钢丝寿命影响的试验装置，解决现有的疲劳试验不能同时对多根钢丝在不同温度下进行腐蚀疲劳耦合试验的问题。本发明的另一目的是提供一种腐蚀疲劳下测定温度对钢丝寿命影响的试验方法，解决现有技术未能在不同温度下对钢丝腐蚀疲劳耦合进行寿命评估的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种腐蚀疲劳下测定温度对钢丝寿命影响的试验装置，包括反力架、盐雾腐蚀装置、恒温箱、疲劳试验机，所述反力架包括槽钢、支撑杆，所述槽钢与支撑杆形成方形结构，所述盐雾腐蚀装置位于反力架内部，盐雾腐蚀装置包括连通的腐蚀箱、盐雾发生装置、废液回收装置，整个盐雾腐蚀装置处于恒温箱内，所述恒温箱的数量为2-4个，所述反力架一侧设有一排传感器，另一侧设有一排液压千斤顶，锚具与液压千斤顶通过钢丝相连锚具固定，多根钢丝穿过一个腐蚀箱，所述液压千斤顶通过油管与疲劳试验机相连。

为了保证反力架的强度，所述槽钢外侧增加钢板来增加厚度。

本发明所述的反力架，由槽钢与支撑杆形成方形结构，保证反力架的刚度，所述两槽钢通过中间的支撑杆来降低加载过程中产生的位移。

反力架另一侧的一排液压千斤顶，其截面面积不同，对钢丝的拉伸力也不同。

本发明所述的液压千斤顶有一支油路分流至油缸，用以处理漏油等情况。

为了便于观察判别钢丝腐蚀程度，所述腐蚀箱为塑料材质的透明长方体器皿，所述恒温箱也为透明的。

本发明的一种腐蚀疲劳下测定温度对钢丝寿命影响的试验方法，包括以下步骤：

步骤一：将钢丝依次穿过反力架的槽钢，与液压千斤顶和传感器通过锚具固定在一起；同时钢丝穿过两个槽钢间的腐蚀箱。

步骤二：对不同恒温箱设定不同温度，通过控制盐雾发生装置对钢丝进行盐雾腐蚀。