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盐湖地区RC桥梁结构时变车桥耦合振动寿命预测研究

2019-07-08李双营赵建昌

振动与冲击 2019年12期
关键词:桥梁振动模型

李双营, 赵建昌

(1. 兰州交通大学 土木工程学院,兰州 730070;2. 青海民族大学 建筑工程学院,西宁 810007)

钢筋锈蚀是影响RC桥梁结构耐久性和使用寿命的重要因素之一。一般情况下,铁路混凝土桥梁中钢筋腐蚀主要由于混凝土碳化至钢筋表面,而使钢筋表面的钝化膜赖以存在的碱性环境被破坏所致,也就是钢筋混凝土保护层被碳化。同样,在近海区域或盐湖地区,铁路混凝土桥梁中钢筋表面集聚较高浓度的氯离子,氯离子侵蚀是导致钢筋锈蚀的首要因素[1],而盐湖地区氯离子对钢筋锈蚀程度要比近海区域环境更加严重和恶劣。我国的盐湖带主要分布于西北和内蒙境内,其盐湖面积约占国土面积的一半,盐湖含盐量非常高,尤其是青海、新疆、西藏和内蒙境内盐湖含盐量分别高达278.96 g/L、 340.51 g/L、 269.39 g/L和195.45 g/L,其中,对RC桥梁结构锈蚀的Cl离子浓度达到92.29~204.209 g/L[2]。由此可见,我国青藏铁路线桥梁和内蒙古境内铁路线桥梁大多处于Cl离子侵蚀环境下,这就使得盐湖地区氯离子侵蚀成为威胁RC桥梁结构健康的首要因素。

随着高速列车速度的不断提高,其高速运行时产生的垂向振动也逐渐增强。当列车通过桥梁时,在轨道不平顺激励下,桥梁在荷载的作用下发生强迫振动,从而产生车桥耦合振动,其振动频率随着列车速度的增加而逐渐增大,而当桥梁本体的振动频率和列车垂向振动频率相同时,产生共振现象。尤其是在盐湖地区的RC桥梁结构长期遭受氯离子锈蚀情况下,当列车高速通过桥梁时,一旦共振产生,则桥梁振幅较大,进而引起桥梁上部结构受力发生变化和桥梁振动加剧,可能导致桥梁混凝土开裂和钢筋断裂等危害,进而危及桥梁结构的安全。……

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