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青藏铁路站台雨棚钢结构防腐涂层抗老化性能研究与服役寿命预测

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铁道建筑 2022年第10期62卷 141-146页

作者：梁宏璞保正才杨海波张林华赵炜韩冰中国铁路青藏集团有限公司西宁810007 中国建筑技术集团有限公司天津钢结构分公司天津301800 中康泰博(天津)防腐涂料有限公司天津301721

针对青藏铁路沿线强紫外线环境,对常用钢结构防腐涂层体系进行了荧光紫外线加速老化试验。通过失光率、色差、厚度损失、SEM形貌变化等老化指标,评价了涂层体系的抗紫外线老化性能,并根据环境因子量化模型和环境应力等效假设,对常用钢... 详细信息

针对青藏铁路沿线强紫外线环境,对常用钢结构防腐涂层体系进行了荧光紫外线加速老化试验。通过失光率、色差、厚度损失、SEM形貌变化等老化指标,评价了涂层体系的抗紫外线老化性能,并根据环境因子量化模型和环境应力等效假设,对常用钢结构防腐涂层体系在青藏铁路的服役寿命进行预测。结果表明:荧光紫外线老化试验中醇酸体系保光性、保色性最差,厚度损失较明显;丙烯酸脂肪族聚氨酯体系具有较优的保光性、保色性,但厚度损失最明显;氟碳体系和丙烯酸聚硅氧烷体系在保光性、保色性、抗厚度损失等方面均最优;醇酸体系和丙烯酸脂肪族聚氨酯体系的主要官能团键能低于紫外线能量,其抗紫外线老化性能差;氟碳体系的C—F和丙烯酸聚硅氧烷体系的Si—O—Si的键能高于紫外线能量,其抗紫外线能力较强;采用氟碳体系或丙烯酸聚硅氧烷体系的防腐涂层服役寿命明显长于采用醇酸体系或丙烯酸脂肪族聚氨酯体系,建议青藏铁路站台雨棚钢结构采用氟碳体系或丙烯酸聚硅氧烷体系进行涂装。

关键词：青藏铁路钢结构防腐试验研究氟碳体系丙烯酸聚硅氧烷体系服役寿命

大气环境下电网设备金属材料的腐蚀及服役寿命预测研究进展

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材料导报 2016年第21期30卷 89-96,108页

作者：陈云翔倪清钊林德源戴念维洪毅成张俊喜国网福建省电力有限公司电力科学研究院福州350007 上海电力学院环境与化学工程学院上海市电力材料防护与新材料重点实验室上海200090

电网安全是电力企业生存和发展的根本,随着电网的不断发展,对电网的安全性、可靠性提出了更高的要求。但在电网运行过程中安全形势依然面临严重威胁,其中,由于电网设备金属材料的腐蚀造成的设备安全问题较为普遍,输电网中金属部件的腐... 详细信息

电网安全是电力企业生存和发展的根本,随着电网的不断发展,对电网的安全性、可靠性提出了更高的要求。但在电网运行过程中安全形势依然面临严重威胁,其中,由于电网设备金属材料的腐蚀造成的设备安全问题较为普遍,输电网中金属部件的腐蚀失效、防护技术,以及服役寿命预测的研究日趋受到各地区电力部门的重视。结合电网设备金属部件的服役环境和腐蚀失效情况,综述了当前电网金属部件大气腐蚀的影响因素及其影响规律,介绍了当前大气环境下电网金属部件材料的服役寿命预测的分析方法,及在预测电网设备金属部件于大气环境中服役寿命的应用。

关键词：电网设备金属部件大气腐蚀规律服役寿命预测方法

基于线性累积损伤理论的地铁车辆转向架构架服役寿命预测研究

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城市轨道交通研究 2023年第S01期26卷 55-59,63页

作者：顾明上海申通地铁集团有限公司技术中心上海201103

地铁车辆转向架构架在多种载荷作用下极易产生疲劳裂纹,严重影响车辆运行的安全性和稳定性,需要开展地铁车辆转向架架构疲劳耐久分析和服役寿命预测。介绍了线性累积损伤理论。建立了地铁车辆动力转向架构架服役寿命预测技术路线。搭建... 详细信息

地铁车辆转向架构架在多种载荷作用下极易产生疲劳裂纹,严重影响车辆运行的安全性和稳定性,需要开展地铁车辆转向架架构疲劳耐久分析和服役寿命预测。介绍了线性累积损伤理论。建立了地铁车辆动力转向架构架服役寿命预测技术路线。搭建了目标结构有限元模型,依据UIC 615-4:2003和EN 13749:2011要求模拟列车运行负载情况,对转向架构架进行静强度和疲劳强度分析,并识别各工况下的结构薄弱点;通过运营线路动应力试验,掌握了列车运行时这些结构薄弱点的真实循环载荷应力数据;结合材料的疲劳曲线和线性累积损伤理论预测了转向架构架服役寿命。研究表明,基于线性累积损伤理论的地铁车辆转向架架构服役寿命预测方法能够预测转向架构架服役寿命。为修正预测误差,建议在后续研究中持续探索基于车辆转向架构架初始缺陷裂纹扩展机理的断裂力学寿命预测技术。

关键词：地铁车辆转向架构架服役寿命线性累积损伤

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地铁车辆铝合金车体服役寿命评估方法研究

城市轨道交通研究 2023年第S01期26卷 46-50页

作者：孔佳麟宗志祥上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200237

需研究一套针对服役已近末期的地铁车辆铝合金车体的服役寿命评估体系,通过合理且准确的评估,决定是延寿使用还是到期报废。以上海轨道交通01A01型列车车辆铝合金车体为例进行分析。收集了该类车辆车体裂纹数据,并将裂纹发生的位置划分... 详细信息

需研究一套针对服役已近末期的地铁车辆铝合金车体的服役寿命评估体系,通过合理且准确的评估,决定是延寿使用还是到期报废。以上海轨道交通01A01型列车车辆铝合金车体为例进行分析。收集了该类车辆车体裂纹数据,并将裂纹发生的位置划分为4个关键区域;对出现裂纹的车体,通过改变结构、裂纹补焊、对裂纹区域补强或补修等方案对车体裂纹进行处理;分别基于EN 1999-1-3:2011和BS 7910:2005对4个关键区域的原车体使用寿命和补强或补修后车体剩余寿命进行了评估。评估结果表明,通过改变结构、裂纹补焊、对裂纹区域进行补强或补修处理,能够延长车体的服役寿命。基于两个标准的两维度评估方法确定:原车体的使用寿命为26年,补强或补修后车体的剩余寿命为9年。

关键词：地铁车辆铝合金车体服役寿命评估方法 EN1999-1-3:2011 BS7910:2005

钢渣-水泥-膨润土阻隔墙优化构建及服役寿命研究

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钢渣-水泥-膨润土阻隔墙优化构建及服役寿命研究

作者：高林红江苏科技大学

学位级别：硕士

随着工业化的发展引起的地下水土问题亟需有效治理,通过在污染场地四周构筑阻隔墙,以阻滞污染物进入地下环境。而工业生产冶炼钢时产生的废弃钢渣大量堆积,严重占用了稀有的土地资源,由于钢渣化学及矿物成分与水泥相似且钢渣与膨润土在... 详细信息

随着工业化的发展引起的地下水土问题亟需有效治理,通过在污染场地四周构筑阻隔墙,以阻滞污染物进入地下环境。而工业生产冶炼钢时产生的废弃钢渣大量堆积,严重占用了稀有的土地资源,由于钢渣化学及矿物成分与水泥相似且钢渣与膨润土在一定条件具有一定的吸附性能能够吸附部分重金属离子,目前许多国内外学者提出将钢渣替代部分水泥,以增加废弃钢渣的资源化利用。而水泥-膨润土是一种具有一定强度和低渗透性的防污阻隔墙体材料,在污染场地防治和修复工程中具有广阔前景。与之同时我国对钢渣替代水泥将其引入到阻隔墙中的研究相对较少,拓展钢渣粉在污染场地风险阻控的应用。本文采用苏州捷高生产的钠基膨润土、42.5级的普通硅酸盐水泥和钢渣粉配制土样,测定上述材料物理特性,从宏微观角度系统地研究钢渣-水泥-膨润土阻隔材料的强度、渗透性变化规律,并以某山地污染场地风险阻控工程为依托,基于室内试验参数,通过数值分析软件Midas-GTS NX中边坡稳定分析模块和Hydrus-2D水流溶质运移模块对阻隔墙施工槽壁稳定性、服役寿命进行评价。研究内容与结论如下:(1)采用无侧限抗压强度试验、直接剪切试验研究了钢渣替代率、膨润土掺量和养护龄期对钢渣-水泥-膨润土阻隔材料强度特性的影响。试验结果表明,钢渣替代率与阻隔材料的无侧限抗压强度呈线性关系、与黏聚力呈指数关系,均随着钢渣替代率的增加而降低。膨润土掺量与无侧限抗压强度呈指数关系、与黏聚力呈线性关系,均随膨润土掺量的增加而增大。28d龄期时所有土样的无侧限抗压强度在58.8 k Pa～313.3 k Pa范围内,7d、14d龄期的无侧限抗压强度均与28d的强度呈线性关系。阻隔材料的极限应变基本都在2%～3%范围内,残余强度约占峰值强度的40%～60%。通过建立28d龄期土样的黏聚力与无侧限抗压强度之间的关系,发现黏聚力与无侧限抗压强度基本满足c=(0.23～0.39)q,通过无侧限抗压强度能够有效地预测钢渣-水泥-膨润土阻隔材料的黏聚力。(2)利用变水头渗透试验测试不同钢渣替代率、膨润土掺量、养护龄期的土样渗透性,结合扫描电镜试验验证了结果的合理性。结果表明:28d龄期的渗透系数大多在1×10 cm/s～1×10 cm/s范围内。钢渣-水泥-膨润土阻隔材料的渗透性受钢渣替代率、膨润土掺量和龄期的影响,钢渣替代率在0～50%范围内,随着钢渣替代率的提高,材料的渗透性不断降低;结合扫描电镜试验发现,随着钢渣替代率的增加,土样逐渐出现针状物,相互交错,形成一定的空间结构。随着膨润土掺量(46%～54%)及龄期(7d～28d),阻隔材料的渗透性也逐渐降低,这是由于随膨润土掺量及龄期的增加,土样的微观孔隙逐渐变小,水流通道减少,故而渗透系数降低。通过钢渣替代率和膨润土掺量对不同龄期土样的渗透系数影响云图发现,钢渣替代率和膨润土掺量与阻隔材料的渗透系数呈指数关系。(3)基于某山地污染场地在边坡坡脚处阻隔墙施工项目,运用软件Midas-GTS NX边坡稳定分析模块,对阻隔墙成槽过程进行了模拟。研究了成槽过程中边坡整体及槽孔的应力、水平位移及应变,并在此基础上研究了开槽长度对成槽过程中槽壁稳定性的影响。结果表明,边坡自然状态下和成槽后基于强度折减法计算的边坡安全系数分别为1.61、1.53,说明边坡的安全系数主要受地层等因素影响,但可能在槽孔处出现局部失稳现象。通过开挖前与开挖后应力应变及最大水平位移发生位置对比发现,开挖后由于槽孔受土体挤压作用,槽孔周围出现了应力集中区域,最大剪应变并非出现在槽孔底部,而是出现在土质较差的杂填土层与强风化安山岩交界处。槽孔最大水平位移沿着成槽深度的增加而逐渐减小。随着成槽长度的增加,槽孔最大水平位移也随之增加。(4)通过Hydrus-2D建立数值模型,选取场地中超标倍数最多的铁离子作为研究对象,以《地下水质量标准》(GBT 14848-2017)中Ⅳ类标准铁离子限值(2 mg/L)为击穿标准,阻隔墙宽度设置为0.8 m、渗透系数为1.0×10 cm/s时,经过38.95年铁离子击穿阻隔墙;与之同时,铁离子在水流作用下逐渐进入风化岩层中且达到阻隔墙底端进入未污染区。研究阻隔墙不同厚度及渗透系数对其服役寿命的影响,结果表明:当设计深度一定、阻隔墙渗透系数设置为1.0×10 cm/s时,阻隔墙厚度在0.6 m～0.8 m内增加阻隔墙的厚度能够明显延长被击穿时间,阻隔墙厚度≥0.8 m,增加阻隔墙宽度几乎不能延长阻隔墙的击穿时间。

关键词：钢渣-水泥-膨润土阻隔墙强度特性渗透性槽壁稳定性服役寿命

钢筋混凝土结构的耐久性和服役寿命预测（英文）

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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硅酸盐学报 2015年第10期43卷 1408-1419页

作者： Luping TANG Peter UTGENANNT Dimitrios BOUBITSAS Chalmers University of Technology SE-412 96 Gothenburg Sweden CBI Swedish Cement and Concrete Research Institute SE-100 44 Stockholm Sweden

介绍了钢筋混凝土结构在氯离子渗透、碳化和冻融侵蚀作用下的耐久性和服役寿命预测模型。过去几年有关组织或国际学术委员会提出了大量的混凝土结构耐久性设计模型。为了在混凝土结构耐久性设计过程中，能够安全地使用此类模型，需要通... 详细信息

介绍了钢筋混凝土结构在氯离子渗透、碳化和冻融侵蚀作用下的耐久性和服役寿命预测模型。过去几年有关组织或国际学术委员会提出了大量的混凝土结构耐久性设计模型。为了在混凝土结构耐久性设计过程中，能够安全地使用此类模型，需要通过分析和比较长期暴露在不同气候条件下的混凝土劣化现场数据，对预测模型的可用性进行验证。在本文中，对混凝土抗氯离子渗透、碳化和冻融侵蚀的各种模型进行了简要阐述。通过暴露时间超过20年的露天场数据，以及约使用了30年的公路桥的现场数据，对包括简单ERFC模型、DuraCrete模型和ClinConc模型在内的3种氯离子渗透模型进行了评估。同时，使用暴露11年的露天场所的现场数据和7～13年的现有建筑的有限数据对一种预测混凝土碳化深度的物理化学模型进行了评价。针对冻融侵蚀的模型，讨论了临界饱和度测量和实际的饱和度测量中的一些问题。根据对结果的比较，可以发现在大多数情况下，简单ERFC模型在大多数情况下对氯离子渗透的预测值高于实际值，而DuraCrete模型的预测值偏低。另外，ClinConc模型对短期f1年）和长期（21年）暴露条件下的预测更合理，预测效果更好。与在挪威获得的暴露级别为XC3现场数据比较，发现Papadakis碳化模型可以较好地预测碳化深度；但是，与暴露级别为XC4级的现场数据比较发现，该模型低估了碳化深度。

关键词：混凝土耐久性模型服役寿命验证

考虑氯含量测定误差的海工混凝土服役寿命偏差分析

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珠江水运 2023年第18期 58-62页

作者：刘欣昕张龙程星燎蔡钟南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室中国人民解放军91112部队海门港新区管理委员会

为分析氯离子含量测定误差造成海工混凝土结构服役寿命计算偏差,在工程实测数据的基础上分别设置氯离子含量可能出现的误差状况,分析混凝土浇筑到钢筋开始锈蚀所经历的时间ti计算偏差变化规律。结果表明:ti计算结果偏差受第一层、第三... 详细信息

为分析氯离子含量测定误差造成海工混凝土结构服役寿命计算偏差,在工程实测数据的基础上分别设置氯离子含量可能出现的误差状况,分析混凝土浇筑到钢筋开始锈蚀所经历的时间ti计算偏差变化规律。结果表明:ti计算结果偏差受第一层、第三层及第四层氯离子含量误差影响较大,第六层氯离子含量测定误差对ti影响最小。氯离子含量测定值相同误差变化时,ti计算偏差随氯离子含量测定误差基本呈负向同步变化。ti计算偏差随氯离子含量误差在一定范围内增大不断增大,当第一层与其余深度氯离子含量误差方向相反时ti计算结果偏差更为明显。

关键词：服役寿命氯盐侵蚀误差设置计算偏差

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垃圾填埋场防渗屏障的服役寿命评价

结构工程师 2018年第4期34卷 60-65页

作者：席永慧杨帆蔡策毅同济大学土木工程学院建筑工程系上海200092

填埋是生活垃圾处理的主要方法之一。垃圾填埋场渗滤液渗漏引起的地下环境污染问题越来越受到社会的关注和重视。垂直防渗屏障是最主要污染控制措施,已获得广泛应用。然而目前我国垃圾填埋场垂直防渗屏障服役寿命的研究还比较缺乏。基... 详细信息

填埋是生活垃圾处理的主要方法之一。垃圾填埋场渗滤液渗漏引起的地下环境污染问题越来越受到社会的关注和重视。垂直防渗屏障是最主要污染控制措施,已获得广泛应用。然而目前我国垃圾填埋场垂直防渗屏障服役寿命的研究还比较缺乏。基于垃圾填埋场迁移方程的解析解,进行了Matlab曲线的模拟。模拟结果显示:要增加隔离屏障的服役寿命,可以通过改变防渗屏障材料来降低金属离子在防渗屏障中的污染物在土中的分子有效扩散系数,有效扩散系数提升3倍可增加1.5倍服役寿命。结合浦东老港垃圾填埋场对其服役寿命进行评价与分析,并结合某工业搬迁场地对其防渗屏障进行设计。

关键词：垃圾填埋场防渗屏障重金属离子扩散服役寿命

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重载铁路货车交叉支撑结构服役寿命研究

重载铁路货车交叉支撑结构服役寿命研究

作者：王超西南交通大学

学位级别：硕士

伴随着新时代交通强国、铁路先行的发展需要,我国重载铁路货车朝着重载快捷的方向快速发展。为提高车辆运营可靠性及经济性,需根据车辆实际运用状态对关键结构部件的服役寿命进行评估。交叉支撑结构作为关键部件之一,对提高车辆的抗菱... 详细信息

伴随着新时代交通强国、铁路先行的发展需要,我国重载铁路货车朝着重载快捷的方向快速发展。为提高车辆运营可靠性及经济性,需根据车辆实际运用状态对关键结构部件的服役寿命进行评估。交叉支撑结构作为关键部件之一,对提高车辆的抗菱形刚度、抗蛇行失稳能力以及临界速度至关重要。本文以当前我国重载铁路货车主型转向架的交叉支撑结构为研究对象,通过台架试验、线路测试、仿真分析及理论等手段,结合检修及运用要求对其服役寿命进行预测研究,为检修维护提供可靠性支撑。首先,基于标准载荷对在役交叉支撑结构开展台架试验。通过应变测试获得杆体关键部位的应力分布、载荷-应力传递系数以及应力谱。根据结构服役运用现状,在杆体薄弱部位引入初始缺陷,探究了裂纹扩展路径、断裂形式、临界尺寸以及剩余服役寿命,为寿命预测模型的建立提供了可靠性支撑。其次,建立了交叉支撑结构的有限元模型,并开展了结构服役疲劳寿命研究。通过材料力学性能试验以及标准规范方法推导了各关键部件的疲劳S-N曲线,基于准静态名义应力法及线性累积损伤理论进行了各部件的疲劳寿命评估。基于仿真分析和疲劳试验结果,结合实际服役检修运用要求,得到了结构检修周期可适度延长至320万公里的结论。然后,基于线路动应力试验获取结构在实际服役条件下的动态振动响应。从时域和频域两个角度分析了线路激励条件下,耦合振动对结构服役寿命的影响,得到了结构以低频垂向耦合振动为主,振动对结构服役寿命影响很小的结论,因此在结构服役寿命研究中可以忽略线路激励对结构耦合振动产生的损伤影响。最后,为进一步延长结构服役寿命,探究了结构在伤损条件下的安全服役限值。基于线弹性断裂理论及三维裂纹扩展数值分析方法,研究了杆体薄弱部位的裂纹扩展行为,以及在宏观缺陷条件下的剩余寿命指标。通过对比仿真与试验的裂纹扩展规律,验证了模型及方法的可靠性,为实现结构安全服役状态评估提供了支撑。上述结果可为交叉支撑结构突破检修限度、延长检修周期、建立合理报废限度及检修规程的制订提供技术支撑,进而实现交叉支撑结构服役寿命和健康状态的评估。

关键词：重载铁路货车交叉支撑结构疲劳损伤裂纹扩展服役寿命