中国公路学报

作者：孟庆领, 段昊辰, 叶超凡, 朱劲松, 郭晓宇

单位：1. 天津城建大学 土木工程学院, 天津 300384;2. 天津大学 建筑工程学院, 天津 300072"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (52108163); National Science Foundation of Tianjin (23JCZDJC00510); Tianjin Transportation Technology Development Plan Project (G2023-31)

关键词：桥梁工程,平行钢丝索,水分扩散试验,HDPE护套,钢丝锈蚀

基金：国家自然科学基金项目(52108163)；天津市自然科学基金重点项目(23JCZDJC00510)； 天津市交通运输科技发展计划项目(G2023-31)

平行钢丝索广泛应用于中国大跨度索承体系桥梁建设中。近几年索体的腐蚀-疲劳耦合断裂时有发生，其中水分是桥梁缆索锈蚀的关键因素之一，在索体护套受损时易通过受损区侵入索体内部形成温度腐蚀环境。为探究平行钢丝索内部水分扩散规律，开展试验模拟了温湿环境中索内轴向与径向水分扩散行为，研究了索体内部钢丝锈蚀对水分扩散规律的影响，并基于菲克第一定律计算了索内各向异性水分扩散系数。研究结果表明：索内水分扩散行为与索体放置角度、护套缺陷类型、温度、钢丝锈蚀程度和钢丝排布方式密切相关；相较于其他索体放置角度，轴向水分扩散系数<i>D</i>_ax在索体放置角度为60&deg;时达到峰值，最高增加15.37%；相较于护套径向开裂与贯穿孔，当护套轴向开裂时索内轴向水分扩散系数<i>D</i>_ax达到峰值，最高增加29.95%；环境温度50 ℃时，轴向水分扩散系数<i>D</i>_ax相较于20 ℃时最高增加79%；锈蚀索体在较为严重的Ⅱ级锈蚀情况下可能由于钢丝膨胀等原因导致水分扩散行为中断，并使得水分在护套缺陷处堆积，相较于钢丝未锈蚀情况，中度锈蚀的Ⅰ级锈蚀情况下径向扩散系数<i>D</i>_rd与轴向扩散系数<i>D</i>_ax最高可降低33.7%、89.4%，索内钢丝第2层与第3层轴向扩散系数<i>D</i>_ax与第1层钢丝相比，未锈蚀情况下最高降低45.73%、25.81%，Ⅰ级锈蚀情况下最高降低17.2%、26.35%。

来源：2025年第11期

《中国公路学报》期刊编辑部

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