一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及橋梁工程領域，尤其是涉及一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方 法。
【背景技術】
[0002] 纜索的承載力是確保纜索支撐橋梁（斜拉橋、懸索橋、吊桿拱橋）安全的重要指 標。由于纜索是由高強鋼絲包扎成束構成的，因此纜索的承載力在銹蝕環(huán)境中將逐漸降低， 直至最終換索或發(fā)生斷索事故。為了最大限度地提高纜索的利用率，在發(fā)現(xiàn)纜索內鋼絲銹 蝕后，需要對鋼絲的銹蝕程度進行評價，再推測銹蝕鋼絲的剩余承載力。最終實現(xiàn)對纜索承 載力的評估，決定是否需要換索。
[0003] 目前業(yè)界提出的測量鋼絲銹蝕程度的方法包括以下幾種：
[0004] 1)基于漏磁原理的鋼絲銹蝕程度測量。其原理是磁場信號會隨著金屬截面改變而 變化。漏磁法檢測適用于整個纜索的檢測。但檢測結果反映的是整個纜索截面上綜合的銹 蝕程度。由于纜索內各部位鋼絲的銹蝕程度差異較大，且在纜索截面上鋼絲銹蝕程度的分 布規(guī)律上缺乏有效模型進行描述，因此整個纜索的銹蝕程度無法推測截面內具體鋼絲的銹 蝕程度。
[0005] 如果需要用該法檢測單根鋼絲的銹蝕程度，必須將鋼絲分離出纜索以避免其他鋼 絲對磁場的干擾。但這一點是在現(xiàn)場檢測時無法實現(xiàn)的。
[0006] 2)基于超聲波的鋼絲銹蝕程度測量。其原理是超聲波在遇到連續(xù)介質（這里指 金屬）中的缺陷后會形成反射回波。通過分析回波信號，就可確定鋼絲截面上的銹蝕程度。 該方法的缺點在于超聲波是從鋼絲一端向另一端發(fā)射的，由于超聲發(fā)射器功率有限，因此 超聲波探傷的有效范圍僅限于距離鋼絲端部lm范圍以內。而常見纜索長度通常大于10m， 因此該方法不能滿足探傷需求。
[0007] 3)直接采用測量工具（如游標卡尺）測量鋼絲的銹蝕程度。該方法的缺點在于 由于鋼絲是成束的，各根鋼絲密貼在一起，且銹蝕鋼絲表面凹凸不平，因此直接測量難以實 施，且測量結果誤差較高。
[0008] 4)根據鋼絲銹蝕程度評定鋼絲銹蝕等級。目前有兩種分等方法，一種將鋼絲銹蝕 程度分為四級，一種將鋼絲銹蝕分為八級。但兩種方法的分級都過于依靠檢測者的經驗，測 量精度不高。
[0009] 目前對于銹蝕鋼絲剩余承載力的確定有以下三種方法：
[0010] 1)直接通過拉伸試驗確定銹蝕鋼絲的剩余承載力。該方法屬于破壞性試驗，無法 滿足在用纜索檢測評估的需要；
[0011] 2)通過對不同銹蝕等級鋼絲進行拉伸試驗，確定對應于各個等級鋼絲的均值和標 準差。該方法由于銹蝕等級劃分較粗糙，因此承載力分析結果的精確度較低。
[0012] 3)首先測定銹蝕鋼絲的最小直徑，然后通過拉伸試驗得到每根鋼絲的剩余承載 力，最后根據剩余承載力和最小直徑回歸得到確定鋼絲剩余承載力的計算公式。該方法需 要結合鋼絲銹蝕程度檢測方法3)中的測量工具來實施。一方面銹蝕程度檢測方法3)的檢 測誤差較高，另一方面測量鋼絲最小直徑需要對鋼絲進行較細致的除銹，且要確定銹蝕最 嚴重的位置，現(xiàn)場實施難度較高。

【發(fā)明內容】

[0013] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種高強鋼絲纜索 內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，保證檢測精度高的同時降低了檢測難度，同時安全度高， 適用于橋梁纜索的承載力檢測與評定。
[0014] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：
[0015] 一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，包括以下步驟：
[0016] 步驟S1 :采用物理除銹方法去除銹蝕鋼絲表面的銹層；
[0017] 步驟S2 :在銅絲銹蝕部位表面填涂膏狀物，并用定位片按壓膏狀物直至定位片抵 住鋼絲非腐蝕部位表面，所述定位片凹面內壁上設有用于在膏狀物上壓出定位標記區(qū)域的 凸痕，所述膏狀物具有柔軟易變形且在檢測周期內不易揮發(fā)失重的特征；
[0018] 步驟S3 :從鋼絲表面移開定位片，將定位標記區(qū)域外的膏狀物刮除；
[0019] 步驟S4 :通過間接測量方法獲得步驟S3后銅絲腐蝕部位標記區(qū)域內膏狀物的重 量W;
[0020] 步驟S5 :通過式⑴計算銹蝕鋼絲的銹蝕程度r:
[0021]
【主權項】
1. 一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟Sl:采用物理除銹方法去除銹蝕鋼絲表面的銹層； 步驟S2 :在銅絲銹蝕部位表面填涂膏狀物，并用定位片按壓膏狀物直至定位片抵住鋼 絲非腐蝕部位表面，所述定位片凹面內壁上設有用于在膏狀物上壓出定位標記區(qū)域的凸 痕； 步驟S3 :從鋼絲表面移開定位片，將定位標記區(qū)域外的膏狀物刮除； 步驟S4 :通過間接測量方法獲得步驟S3后銅絲腐蝕部位標記區(qū)域內膏狀物的重量W; 步驟S5 :通過式（1)計算銹蝕鋼絲的銹蝕程度r:
式中，R為銹蝕鋼絲的公稱半徑，單位為mm，P為膏狀物的密度，單位為g/mm3, L為定 位片上凸痕的長度，單位為mm ; 步驟S6 :通過式（2)、式（3)計算銹蝕鋼絲的力學指標： Fy= 8.Or135 (2) Fu= 8. 6r143 (3) 式中：Fy為銹蝕鋼絲的屈服承載力，單位為kN，F(xiàn)u為銹蝕鋼絲的極限承載力，單位為kN。
2. 根據權利要求1所述的一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，其特征在于，所 述定位片的截面為圓弧狀。
3. 根據權利要求2所述的一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，其特征在于， 所述定位片的厚度為4~8mm，圓弧狀定位片的內徑為銹蝕鋼絲的公稱半徑R，弧長大于 0. 8JrR，圓弧片的長度大于24mm。
4. 根據權利要求3所述的一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，其特征在于，所 述定位片端部凸痕的弧長為〇. 5JTR，定位片兩側凸痕的長度為20_。
5. 根據權利要求1所述的一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，其特征在于，所 述凸痕凸起高度小于等于0. 2_，大于等于0. 1_。
6. 根據權利要求1所述的一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，其特征在于，所 述間接測量方法包括： 1) 步驟S2前，將膏狀物裝入可密封的容器，用精密天平稱量裝有膏狀物的容器的重量 W1; 2) 步驟S3中，定位標記區(qū)域外的膏狀物放回容器中并重新密封，用精密天平稱量裝有 剩余膏狀物的容器的重量W2; 3) 計算步驟S3后銅絲腐蝕部位上膏狀物的重量W，W=W1-Wy
7. 根據權利要求6所述的一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，其特征在于，所 述精密天平稱的精度高于0. 〇lg。
8. 根據權利要求1所述的一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，其特征在于，所 述物理除銹方法包括：先將銹蝕鋼絲表面固結的銹層敲松，再用鋼絲刷進一步刷除銹層，最 后用毛刷清潔除銹后的鋼絲表面。
9. 根據權利要求1所述的一種纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，其特征在于，所 述膏狀物為膩子。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強鋼絲纜索內銹蝕鋼絲剩余承載力檢測方法，包括：步驟S1：去除銹蝕鋼絲表面的銹層；步驟S2：在銅絲銹蝕部位表面填涂膏狀物，并用定位片按壓膏狀物直至定位片抵住鋼絲非腐蝕部位表面，膏狀物具有柔軟易變形且在檢測周期內不易揮發(fā)失重的特征，定位片凹面內壁上設有用于在膏狀物上壓出定位標記區(qū)域的凸痕；步驟S3：將定位標記區(qū)域外的膏狀物刮除；步驟S4：獲得步驟S3后銅絲腐蝕部位標記區(qū)域內膏狀物的重量；步驟S5：計算銹蝕鋼絲的銹蝕程度；步驟S6：計算銹蝕鋼絲的屈服承載力和極限承載力。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明保證檢測精度高的同時降低了檢測難度，同時安全度高，適用于橋梁纜索的承載力檢測與評定。
【IPC分類】G01N5-00
【公開號】CN104713797
【申請?zhí)枴緾N201510047274
【發(fā)明人】徐俊, 趙洋, 楊建喜, 蔡舜堯, 李佳, 楊清梅
【申請人】同濟大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月29日