一種纜索內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(zhì)（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(nèi)。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(jù)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(jīng)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(jù)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(jù)權利要求1所述的一種纜索內(nèi)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(jù)權利要求2所述的一種纜索內(nèi)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(nèi)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(jù)權利要求3所述的一種纜索內(nèi)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(jù)權利要求1所述的一種纜索內(nèi)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(jù)權利要求1所述的一種纜索內(nèi)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(jù)權利要求6所述的一種纜索內(nèi)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(jù)權利要求1所述的一種纜索內(nèi)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(jù)權利要求1所述的一種纜索內(nèi)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(nèi)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(nèi)不易揮發(fā)失重的特征，定位片凹面內(nèi)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(nèi)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