地鐵雜散電流腐蝕及其對(duì)隧道結(jié)構(gòu)可靠度與耐久性的影響.pdf

1、隨著城市軌道交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展，以地鐵與輕軌為代表的直流牽引、走行軌回流的供電方式導(dǎo)致的雜散電流腐蝕問(wèn)題已引起普遍關(guān)注。雜散電流的存在將對(duì)鋼軌以及埋地金屬管線、區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部鋼筋等產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，不僅降低了金屬結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度，縮短了使用壽命；而且導(dǎo)致區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)混凝土開裂，降低了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性，增加了結(jié)構(gòu)的失效概率，給軌道交通的安全運(yùn)營(yíng)帶來(lái)嚴(yán)重威脅。 本文以北京地鐵區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)受雜散電流腐蝕影響為工程背景，就地

2、鐵雜散電流分布、雜散電流腐蝕對(duì)主體結(jié)構(gòu)耐久性影響、雜散電流腐蝕對(duì)主體結(jié)構(gòu)可靠度影響以及地鐵系統(tǒng)中雜散電流防護(hù)的必要性和措施方面做了相關(guān)的分析。首先簡(jiǎn)要介紹了地鐵雜散電流的形成，分析了雜散電流分布的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)理論分析和數(shù)值模擬獲得地鐵雜散電流的分布以及各因素的影響：其次概述了地鐵雜散電流引起金屬腐蝕的機(jī)理和金屬結(jié)構(gòu)物受雜散電流腐蝕的影響因素，通過(guò)雜散電流對(duì)混凝土中鋼筋腐蝕及混凝土強(qiáng)度影響的模型試驗(yàn)確定了電化學(xué)當(dāng)量和混凝土強(qiáng)度變化規(guī)律，

3、闡述了區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)耐久性極限狀態(tài)和結(jié)構(gòu)耐久壽命預(yù)計(jì)模型，建立混凝土腐蝕開裂模型，通過(guò)理論分析完成區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)耐久性計(jì)算；再次介紹了雜散電流作用下地鐵區(qū)間隧道可靠度分析的特點(diǎn)，闡述了區(qū)間隧道的作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力及其隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)特征，通過(guò)隨機(jī)有限元法實(shí)現(xiàn)了區(qū)間隧道襯砌作用效應(yīng)的數(shù)值模擬并采用x。擬合檢驗(yàn)法完成襯砌作用效應(yīng)的分布擬合檢驗(yàn)，通過(guò)理論分析建立混凝土極限強(qiáng)度腐蝕衰變模型和區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程，采用一次二階矩驗(yàn)算點(diǎn)法

4、利用計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)可靠度分析與計(jì)算。最后簡(jiǎn)要介紹了地鐵雜散電流腐蝕的危害，提出其防護(hù)的必要性，通過(guò)源控制法、排流法和新型法三個(gè)方面對(duì)地鐵系統(tǒng)雜散電流防護(hù)進(jìn)行分析。 通過(guò)上述研究，得出地鐵區(qū)間隧道雜散電流分布的函數(shù)式及其分布圖，各因素對(duì)雜散電流分布的影響；受雜散電流腐蝕下區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)的耐久年限：區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)和失效概率以及可靠指標(biāo)B值隨腐蝕時(shí)間的衰變曲線；隧道結(jié)構(gòu)可靠度與耐久性受雜散電流腐蝕的影響；