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腐蚀失效工程案例(三)

下一节:正确选材与合理结构设计

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腐蚀失效工程案例(三)课程教案、知识点、字幕

我们来看宜宾南门大桥坍塌事故

2001年11月7日凌晨4时30分左右

四川省宜宾市南门

长384米 宽13米的单孔中承式公路拱桥坍塌

致3车坠江 1船被毁 2人死亡

2人失踪 3人受伤

事发生后 城区金沙江上

只剩一座铁路桥可步行通过

汽车往来需绕行两三个小时

市区南北交通严重受阻

同时 该桥还是城区水 电 气

和光缆光纤的主要通道

因此 大桥断裂

导致宜宾九县一区对外联络的一切通讯中断

曾长达6个小时

这是坍塌后的事故现场照片

事后的失效分析表明

事件是钢缆腐蚀直接原因造成

设计防护措置失效 保养不当

流量大于设计流量等系列的综合结果

钢揽线的宏观照片如图

断裂的钢缆在断裂附近有大量腐蚀产物

钢绞线已被严重腐蚀

约50%的钢绞线均有大量腐蚀

其钢丝有明显的腐蚀坑

断裂前 断口附近已因腐蚀

而使断面受到较大程度的削弱

钢绞线的断口基本表现为

一次性加载的脆性断裂

大部分锈蚀严重的钢丝无明显塑性变形发生

个别较为完整的钢丝断裂处

有塑性变形现象

断口未见光亮区

不属于反复应力作用下

裂纹逐步扩展的疲劳或腐蚀疲劳断口

对吊索钢绞线的腐蚀情况统计表明

已经锈断的钢绞线占50%

重度锈蚀的占38%

中等锈蚀的占12%

从上述分析结果可以确定

吊索属于钢绞线应力腐蚀断裂 即SCC

从应力腐蚀角度分析

吊索的钢绞线为高强度预应力中碳钢

经调质后冷拔而成

是具有SCC敏感性的材料

从腐蚀环境来看

从1986年至2000年

宜宾地区各年度降水pH值均在5.0以下

酸雨中游离的硫酸根离子

和硝酸根离子含量相当高

因此 大气环境中

使钢绞线处在酸性腐蚀环境中工作

从腐蚀防护来看

国内生产镀锌钢绞线始于1994年

生产环氧涂层钢绞线始于1999年

而该桥建成于1990年

当时国内在应力腐蚀对结构寿命的影响方面

尚缺少深度的认识

其现代防腐措施未能在当时应用

从受力情况来看

大桥为短吊索桥

具有刚性较大

所受到的剪切变形比中长吊索桥更大

加之汽车冲击载荷

久而久之导致吊索护筒和筒内砂浆断裂

使钢绞线受到大气和雨水的直接侵蚀

发生严重腐蚀

事故间接原因包括

一 实际车流量大于设计车流量

导致桥梁承受的载荷远远大于设计载荷

对桥梁的寿命产生较大影响

二 钢绞线原本采用外涂黄油

后包裹化学纤维布防腐

但在长时间作用下黄油或挥发 或干涸

防腐效果极差

加之雨水从混凝土保护层渗进系杆区域后

给系杆造成了强腐蚀环境

导致发生了严重的腐蚀

三 大桥在建成之后

缺乏有效的监管和保养

市有关方面并没有采取有力措施

对大桥进行交通分流和安全监控

本可以避免的问题最终酿成大祸

最终的修缮方案为

临时解决拱肋受力不平衡问题

在拱肋的南端增加配重

用一定重量的砂袋和石块放置于平板上

通过钢丝绳吊起

悬挂于拱肋上

减少拱肋受力不平衡

对拱肋结构产生的影响

更换吊杆

21根钢绞线有的已是锈迹斑斑

说明在桥塌之前早已被拉断

有的是在桥塌时被拉断的

因此必须把剩余的26根吊杆

全部更换为新的吊杆

对飘浮式结构体系的加固

应在主桥中部桥面系结构中增加纵梁

该纵梁与桥面系组成整体结构

并与两端相接的桥面绞接

以此来传递桥面所受的水平力

腐蚀与防护课程列表:

第一章 概论

-1.1 腐蚀与防护的基本概念

--腐蚀及防护的基本概念

-1.2 腐蚀的分类

--腐蚀的分类

-1.3 全面腐蚀速率的评价指标

--全面腐蚀速率的三指标及计算方法

-第一章 概论--本章习题

第二章 电化学腐蚀热力学

-2.1 电化学腐蚀电池

--电化学腐蚀电池

-2.2 电极和电极电位

--电极和电极电位

-2.3 E-pH图及其应用

--E-pH图及其应用

-第二章 电化学腐蚀热力学--本章习题

第三章 电化学腐蚀动力学

-3.1 电极的极化

--电极的极化

-3.2 单电极反应动力学

--单电极反应动力学

-3.3 混合电位理论

--混合电位理论

-3.4 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 一

--析氢腐蚀与吸氧腐蚀

-3.5析氢腐蚀与吸氧腐蚀 二

--析氢腐蚀与吸氧腐蚀 二

-第三章 电化学腐蚀动力学--本章习题

第四章 金属的钝化

-4.1 钝化及电化学极化特征

--钝化及电化学极化特征

-4.2 钝化的影响因素

--钝化的影响因素

-4.3 不锈钢钝化质量的检测

--不锈钢钝化质量的检测

-4.4 金属动电位极化测量实验

--金属动电位极化测量实验

-第四章 金属的钝化--本章习题

第五章 常见的金属局部腐蚀形态

-5.1 电偶腐蚀

--电偶腐蚀

-5.2 点蚀

--点蚀

-5.3 缝隙腐蚀

--缝隙腐蚀

-5.4 晶间腐蚀与选择性腐蚀

--晶间腐蚀与选择性腐蚀

-5.5 晶间腐蚀综合实验

--晶间腐蚀综合实验

-第五章 常见的金属局部腐蚀形态--本章习题

第六章 应力腐蚀

-6.1 应力腐蚀开裂

--应力腐蚀开裂

-6.2 氢致开裂

--氢致开裂

-6.3 腐蚀疲劳

--腐蚀疲劳

-6.4 磨损腐蚀

-- 磨损腐蚀

-本章习题--作业

第七章 自然环境中的腐蚀

-7.1 大气腐蚀

--大气腐蚀

-7.2 水环境腐蚀

--水环境腐蚀

-7.3 土壤环境腐蚀

--土壤环境腐蚀

-7.4 自然环境腐蚀检测方法与腐蚀失效工程案例

--自然环境腐蚀检测方法

--腐蚀失效工程案例 一

--腐蚀失效工程案例(二)

--腐蚀失效工程案例(三)

-本章习题--作业

第八章 金属腐蚀控制与防护

-8.1 选材与结构设计

--正确选材与合理结构设计

-8.2 电化学保护

--外加电流阴极保护法电化学保护

--牺牲阳极阴极保护法

--电化学保护

-8.3 缓蚀剂保护

--缓蚀剂保护

-8.4 金属涂镀层

--金属层防护层

--非金属防护层

-8.5 大型工程中的腐蚀防护应用案例

--大型工程中腐蚀防护的综合应用典型案例

-第八章 金属腐蚀控制与防护--本章习题

期末考试

-一、判断题

-二、填空题

-三、选择题

-四、综合应用题

讨论(一)

-1. 腐蚀电位与电池电压的关联与区别

-2. 关于金属腐蚀电位的讨论二

其他视频资料

-学生自主作业案例一

-学生案例小组作业二

讨论(二)

-讨论二

腐蚀失效工程案例(三)笔记与讨论

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