¿Cómo se evalúa la durabilidad de los puentes de acero?

2025-03-27 14:46:45

Dentro de las vigas de la caja de acero del puente Hong Kong-Zhuhai-Macao, los nano-sensores están monitoreando la tasa de envejecimiento del recubrimiento en tiempo real; A lo largo del ferrocarril Qinghai-Tibet, los robots de inspección autónomos están capturando las señales de expansión de grietas a lo largo de las armaduras de acero; En la desembocadura del río Yangtze, el sistema gemelo digital predice el proceso de corrosión de la Estructura de acero debajo del entorno de spray de sal. Estas escenas revelan que la evaluación de durabilidad de los puentes de acero ha entrado en la era del diagnóstico inteligente multidimensional y de ciclo completo.

I. Investigación sobre el mecanismo de degradación del rendimiento material

La descomposición de la durabilidad de los puentes de acero presenta características de acoplamiento multifactor. Los datos de seguimiento de las vigas de la caja de acero de un puente de mars de mar muestran que la vida de fatiga del acero Q345QD se acorta en un 38% bajo la acción articular de los iones de cloruro, la humedad y los ciclos de calor y las cargas de tráfico. El modelo de corrosión acelerada biaxial de "estreso ambiental" establecido por un instituto de investigación ha reproducido con éxito el patrón de daño típico de los conectores de puentes de acero en el área de suelo salado en Occidente, y el error de predicción se controla dentro del 5%.

Avance en la tecnología de detección de daños microscópicos. Al analizar las soldaduras de un puente del río Yangtze, el microscopio electrónico de transmisión (TEM) encontró que la aglomeración de azufre en los límites del grano condujo a un aumento del 300% en la susceptibilidad a la corrosión por estrés. La tecnología de imágenes de rayos X sincrotrón puede detectar grietas causadas por hidrógeno al nivel de 0.1 μm, proporcionando evidencia directa para evaluar el riesgo de fractura retrasada en puentes de acero de alta resistencia.

En segundo lugar, el sistema de evaluación cuantitativa de la erosión ambiental

Gestión de refinamiento de zonificación de erosión atmosférica. El Atlas de corrosión construido en función de los datos de 352 estaciones de monitoreo en todo el país muestra que la tasa de corrosión anual promedio de los puentes de acero a lo largo de la costa sureste alcanza 0.12 mm, que es seis veces más alta que la de la región seca del noroeste. Un proyecto de puente costero que utiliza dispositivos de monitoreo microambiental, encontró que el sistema de cubierta de puente de los componentes de acero de la deposición de spray de sal es 8 veces la cantidad de piezas del pilar, para guiar el diseño del fortalecimiento de la anticorrosión dirigida.

Innovación de tecnología de modelado dinámico de erosión del medio ambiente del agua. El modelo de acoplamiento de estructura fluida establecida para un puente que cruzó el río muestra que cuando el caudal de agua alcanza los 3 m/s durante la temporada de inundaciones, la tasa de corrosión de la base de la base de pilotes de acero se eleva a 4.2 veces en la estación seca. En el Proyecto del Puente del Estuario del Río Pearl, el modelo de predicción de permeación de iones de cloro basado en el aprendizaje automático mejoró la precisión de la advertencia de riesgo de corrosión de las columnas de acero con hormigón al 92%.

Tercero, aplicación de clúster de tecnología de monitoreo inteligente

Red de detección de fibra óptica distribuida para lograr una cobertura total. Los 6,000 puntos de monitoreo de deformación desplegados en un puente estacionado de cable capturaron con éxito las señales anormales de vibración de las vigas de la caja de acero durante un tifón. La resolución de su demodulador alcanza 1 με, lo que puede reconocer la diferencia de deformación del nivel de 0.01 mm. En la región del ciclo de congelación-descongelación del noreste de China, la matriz del sensor FBG de un puente de acero monitorea con precisión el proceso de descomposición de la precarga de pernos debido al estrés por temperatura.

Tecnología de predicción y reparación de la vida

El modelo de predicción de vida restante basado en big data se está madurando. Una plataforma de gestión de puentes provinciales integra 100,000 conjuntos de datos de inspección, y el modelo de red neuronal construido reduce el error de predicción de la vida de fatiga de los haces de acero de ± 25% a ± 8%. En la toma de decisiones de mantenimiento del segundo puente Humen, el programa de mantenimiento guiado por el modelo reduce todo el costo del ciclo de vida en un 35%.

La tecnología de protección de autocuración abre una nueva era. Un equipo de investigación desarrolló un recubrimiento de reparación de autoeverging microencapsulado que libera a los agentes de reparación y restaura el 92% del rendimiento de protección contra la corrosión cuando se expanden las grietas en las cubiertas de puentes de acero. La tecnología de refuerzo de aleación de memoria de forma se aplicó en la reparación de un puente en Chongqing, restaurando la geometría de los componentes deformados a través de la activación térmica y aumentando la eficiencia de reparación en tres veces.