缆索支承桥梁是现代大跨径桥梁的主要桥型,拉索作为其最为关键的受力构件,其受力安全性直接影响整个桥梁的运营安全,同时其使用寿命直接影响着桥梁全寿命周期成本。在服役过程中,由于拉索长期处于恶劣的工作环境中,拉索内部钢丝易于早期发生腐蚀病害,而拉索钢丝腐蚀病害的演化发生会显著影响拉索受力安全性和政策使用寿命。因此,针对拉索钢丝进行腐蚀演化的实验和理论研究是一项重要的工作。本文在钢丝腐蚀实验研究的基础上,结合元胞自动机方法,利用数值仿真模拟分析,进一步理解拉索钢丝腐蚀损伤的演化过程。本文完成的具体工作内容如下:(1)针对拉索钢丝腐蚀损伤进行广泛的资料调查,根据钢丝锈蚀的发展阶段,将钢丝腐蚀类型进行归纳总结,系统介绍了化学腐蚀、电化学腐蚀、全面腐蚀和局部腐蚀等拉索腐蚀的机理。(2)利用更换的旧拉索内部钢丝作为实验样本,进行了钢丝室内加速腐蚀实验,将采集的钢丝表面腐蚀形态图像作为研究对象,探究钢丝表面腐蚀形态随时间变化规律。运用计算机图像处理技术,对腐蚀图像的灰度特征进行提取和分析,研究了灰度特征与时间变化的相关性,同时分析了不同腐蚀环境对钢丝加速腐蚀实验中腐蚀速率的影响。(3)基于元胞自动机方法,提出拉索钢丝元胞自动机模型,定义拉索钢丝腐蚀的二维元胞自动机模型的腐蚀演化规则,采用编程语言设置元胞模型核心要素和演化规则。从介观尺度对拉索钢丝表面点蚀、均匀腐蚀损伤演化进行模拟,获得不同腐蚀参数下随时间演化的腐蚀形貌图,分析模型不同腐蚀形貌、腐蚀深度、腐蚀产物元胞数量等统计指标输出的变化,探究了钢丝腐蚀动力学机制。