Rational maintenance method of prestressed concrete bridge considering stress corrosion cracking of prestressing steel wires

考虑预应力钢丝应力腐蚀开裂的预应力混凝土桥梁合理维护方法

• 批准号: 22K04259
• 负责人: 森川 英典
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04259/
• 关键词: プレストレストコンクリート; 橋梁; PC鋼材; 腐食; 破断; 応力腐食割れ; 維持管理; 構造信頼性; プレストレストコンクリート橋; 鋼材; モニタリング

本研究では，まずPC鋼線の脆性破断メカニズムを解明するため，コンクリート橋内部の環境として考えられる苛性ソーダ（NaOH）環境に着目して応力腐食割れ試験を行った．電食により導入した切欠きを有するPC鋼線を用いて，NaOH（110℃，35wt％）水溶液環境下で，添加剤として，PbO, Al2O3, NaNO3, KMnO4の4種類について考慮して応力腐食割れ試験を実施した．その結果，PbOを0.2wt％添加した場合に，PC鋼線の長手方向横すべり破面の兆候が見られることを確認したものの，実構造物や硝酸塩脆化割れと比較して，すべり長さが小さくなった．そこで，それまで，初期荷重をゼロとしてその後漸増荷重を載荷する条件を，初期荷重を設計荷重とし，その後，応力集中を想定した漸増荷重を載荷する条件に変更して試験を数体について実施した結果，その中の1体について，すべり長さのやや大きな破面を有する破断が発生したことを確認した．また，PC鋼より線束の腐食特性および腐食程度と機械的性能低下の関係を明らかにするために，実橋梁の曲げ上げ部で発生するグラウト境界を模擬したPC鋼より線束に促進腐食を行い，腐食分析評価を行った．さらに，促進腐食したPC鋼より線を用いて引張試験を行い引張性能の低下を評価した．既往研究において作成したPC鋼線束の腐食モデルの他に，本研究で検討したPC鋼より線束の腐食特性と引張性能低下の結果を用いてPC鋼より線束の腐食劣化モデルを構築した．そして，PC鋼より線束の腐食劣化モデルを用いて鋼材劣化の生じた既設高速鉄道PC桁橋の構造安全性について検討を行い，腐食程度と安全性との関係を明らかにした．

This study で は, ま ず PC steel wire の brittle fracture メ カ ニ ズ ム を interpret す る た め, コ ン ク リ ー ト bridge internal の environment と し て exam え ら れ る caustic ソ ー ダ (NaOH) environment に mesh し て 応 force saprophagous cut れ test line を っ た. Electric food に よ り import し た cut owe き を have す る PC steel wire を with い て, NaOH aqueous solution (110 ℃, 35 wt %) environment で, add tonic と し て, PbO, Al2O3, NaNO3, KMnO4 の 4 kinds に つ い て consider し て 応 force saprophagous cut れ test を be applied し た. そ の results, PbO を adding 0.2 wt % し に た situations, PC steel wire の long hand direction transverse す べ り crumpling の trillion hou が see ら れ る こ と を confirm し た も の の, be structure や nitric acid salt embrittlement cut れ と compare し て, す べ り long さ が small さ く な っ た. そ こ で, そ れ ま で, initial load を ゼ ロ と し て そ の gradually raised after load を load す を る condition, the initial load を design load と し, そ の after 応 force concentrated を scenarios し た gradually raised load を load す に る conditions - more し て test を several body に つ い て be applied し た results, そ の の in 1 body に つ い て, Long す べ り さ の や や big き な crumpling を have す る breaking が 発 raw し た こ と を confirm し た. ま た, PC steel よ り harness の corrosion features お よ び corrosion degree と mechanical performance of the low の masato を and Ming ら か に す る た め に, be on the bridge の qu げ げ department で 発 raw す る グ ラ ウ ト realm を simulation し た PC steel よ り harness に promote corrosion を い, corrosion analysis evaluation 価 を line っ た. さ ら に, promote corrosion し た PC steel よ を り line with い て extension and test line を い extension and low performance の を review 価 し た. Previous studies に お い て made し た PC steel wire の saprophagous モ デ ル の he に, this study で beg し 検 た PC steel よ り harness の corrosion features と extension and poor performance の results を い て PC steel よ り harness の corrosion degradation モ デ ル を build し た. そ し て, PC steel よ り harness の corrosion degradation モ デ ル を with い て steel degradation の raw じ た objects is a high-speed iron の way PC girder bridge structure safety に つ い て 検 for line を い, corrosion degree と security と の masato を and Ming ら か に し た.

项目成果

主ケーブルの破断を考慮した既設高速鉄道PC 桁の構造信頼性評価

考虑主缆断裂的既有高速铁路PC梁结构可靠性评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 河野航平;谷村拓澄;美濃智広;森川英典;福田圭祐
• 通讯作者: 福田圭祐