腐蚀-疲劳荷载耦合作用下桥梁拉索高强钢丝自漏磁信号变化规律

作     者：孟庆领 杨家炳 潘鹏超 杨新磊 王宝林 宋金博 MENG Qing-ling;YANG Jia-bing;PAN Peng-chao;YANG Xin-lei;WANG Bao-lin;SONG Jin-bo

作者机构：天津城建大学土木工程学院天津300384 天津市交通科学研究院天津300060 江西交通职业技术学院路桥工程学院江西南昌330013 悉尼大学工程学院新南威尔士悉尼NSW 2006 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第1期

页      面：202-217页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52108163) 江西省交通运输厅科技计划项目(2021H00006) 江西省03专项及5G项目(20212ABC03A19) 

主　　题：桥梁工程 桥梁拉索 自漏磁检测 高强钢丝 无损检测 腐蚀-疲劳耦合 

摘      要：为增强桥梁拉索高强钢丝漏磁检测的实用性,开展了腐蚀、应力单一因素作用试验与预腐蚀-疲劳-腐蚀、预疲劳-腐蚀-疲劳三阶段交互作用试验,阐述了腐蚀-疲劳耦合作用对自漏磁信号的影响机制。研究结果表明:腐蚀区域的自漏磁信号极值随腐蚀时间的增加而增加,且变化特征越发明显,腐蚀缺陷引起的异常自漏磁信号最大变化可达50 000 nT;随着疲劳加载循环次数的增加,无锈蚀高强钢丝自漏磁信号整体呈现先增加后稳定的趋势,当疲劳加载循环次数大于10 000时,磁场强度的增加速率降低且趋于平缓;预腐蚀后施加的交变应力场会削弱腐蚀缺陷引起的自漏磁信号,再次腐蚀后的磁场信号变化与预腐蚀程度有关,预腐蚀9 h后施加疲劳荷载,之后再腐蚀3 h,与单一腐蚀12 h相比,自漏磁信号强度削弱了32%;施加预疲劳交变应力场可强化磁场,导致腐蚀后自漏磁信号极值增加,当预疲劳加载循环次数从1 000增加至100 000时,自漏磁信号强度增大了30%。由此可见,早期腐蚀引起的高强钢丝异常自漏磁信号可被疲劳作用掩盖,考虑单一腐蚀与应力变化难以反映高强钢丝自漏磁检测效果,需综合考虑腐蚀-疲劳的耦合效应,以获得桥梁拉索高强钢丝自漏磁信号变化规律,从而为桥梁拉索无损检测提供分析依据。