拱桥吊杆更换后健康检测与诊断

该文以南通市某拱桥更换后的吊杆为对象,通过外观检查和试验室检测手段,研究了拱桥柔性吊杆的实际服役状况,了解和掌握了吊杆乃至拱桥结构的安全性、耐久性。吊杆护套及锚头剖开后发现:索体护套及锚头内均残留冷凝水,钢丝表面镀锌层轻微锈蚀,出现白色锌粉,镀锌层含量在300 g/m2~350 g/m2之间,部分吊杆钢丝出现黄色锈斑;锚杯内环氧铁珠浇注体不密实且锈斑残留,表面有蜂窝、坑洞等,锚杯内钢丝完好;锚杯内环氧树脂保护层破损,钢丝墩头锈蚀,部分吊杆锚杯锈蚀严重,出现成片深色锈斑。     

柔性吊杆拱桥吊杆锚头病害特征及检测指标

现针对柔性吊杆拱桥吊杆锚头的退化行为,系统地总结了柔性吊杆锚头的安全性和耐久性病害特征。指出钢丝墩头锈蚀、内外螺纹锈蚀、锚头开裂和变形是墩头锚、冷铸墩头锚的主要退化风险;钢绞线滑移或回缩、夹片破损或缺失是夹片锚的主要安全风险。同时,针对现行规范中关于柔性吊杆锚头检测指标方面的不足,在归纳梳理影响柔性吊杆锚头安全与耐久性能检测指标的基础上,建立了柔性吊杆锚头的检测指标体系。     

吊杆钢丝锈蚀分布规律及检测试验

早期修建的拉吊索桥梁,限于当时的认识和技术水平,结构构造不合理,拉吊索锚头、钢丝锈蚀现象普遍。而现有检测手段对它们无法进行简便、直观有效的检查,导致拉索和吊杆的破坏存在极大的偶然性,并已出现桥梁坍塌的严重事故。文章通过对某中承式拱桥吊杆锈蚀的检测,介绍了吊杆钢丝锈蚀的程度和分布规律,提出了吊杆检查和养护的重点。     

柔性吊杆拱桥吊杆索体病害特征及检测指标

针对柔性吊杆拱桥吊杆索体的退化行为,系统地总结了柔性吊杆索体的安全性和耐久性病害特征。指出吊杆索体的安全性病害主要为钢丝锈蚀、开裂、断裂、吊杆偏位及弯曲变形,其中钢丝孔蚀导致的开裂或断裂是主要因素。同时,针对现行规范中关于柔性吊杆索体检测指标方面的不足,在总结吊杆索体安全与耐久性能检测指标的基础上,建立了柔性吊杆索体服役健康状态的检测指标体系。     

拱桥吊杆损伤退化机理及寿命评估研究进展

该文综述了拱桥吊杆损伤退化机理及其剩余寿命评估方法。通过对吊杆病害、荷载行为及损伤演化模型的概括总结得出:护套损伤演化、钢丝锈蚀和开裂是吊杆损伤退化的主要机理,温度和桥面振动是导致吊杆损伤退化的关键因素。吊杆承载力及寿命评估可根据锈蚀检测结果,采用脆性钢丝模型假设,将吊杆视为串并联系统,用极值Ⅲ型分布或蒙特卡罗法模拟。针对实桥检测、监测、诊断和评估等方面碰到的诸多问题,提出了新的研究路线。     

中承式拱桥吊杆专项检测及疲劳寿命评估

吊杆的运营安全直接影响到拱桥的结构安全,以1990年建成的某中承式拱桥为研究对象,结合该桥吊杆专项检测及理论分析结果,对吊杆的疲劳寿命进行评估。专项检测结果表明,大部分吊杆存在锚头密封不严、锚杯积水及PE护套破损开裂等现象,吊杆外观情况较差,短吊杆钢丝锈蚀状况为标度4,处于较差的状态。吊杆疲劳寿命根据桥梁实际车流量和疲劳应力幅值进行预测,计算得出吊杆在无腐蚀状态下的寿命约为44年,且在吊杆发生腐蚀后,其服役年限也不到无腐蚀吊杆的1/5,即吊杆出现腐蚀后服役年限不足10年。确认吊杆存在较大的安全隐患,建议对大桥的吊杆进行更换。     

刚性系杆拱桥更换吊杆的施工监控

琼州大桥主桥为(88+98+108+98+88)m下承式钢管混凝土系杆拱桥,该桥5跨为互相独立的无推力外部静定体系,拱肋均为钢管混凝土哑铃形断面,共118根吊杆,下锚头部位锈蚀程度严重的8根吊杆采用临时兜吊系统进行更换施工。为保证吊杆更换施工中结构受力合理及安全,采用吊杆内力和桥面标高双控制原则,对吊杆更换过程进行施工监控。利用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型模拟吊杆更换施工,对吊杆拉力及桥面标高进行分析。结果表明:更换吊杆后桥面各项指标均在控制范围以内,且满足桥梁设计规范要求。     

龙堤大桥吊杆病害分析及维修加固方案研究

吊杆是系杆拱桥的重要组成部分和传力构件,一旦发生病害将严重影响桥梁结构的安全和使用寿命。该文根据龙堤大桥吊杆的现场检测结果,对病害原因进行了分析并论述了病害对桥梁结构的影响。在此基础上提出了维修加固方案并阐明了施工工艺流程。     

某拱桥吊杆内温湿度分布及其锈蚀作用分析

为研究拱桥吊杆内部温湿度分布及其对吊杆钢丝的锈蚀作用,以王安石大桥为依托工程,结合建立的吊杆数值有限元模型,通过将吊杆内钢丝简化为多孔介质,模拟在外界温度作用下吊杆截面内的温湿度分布,进而分析温湿度耦合作用对吊杆钢丝造成的锈蚀影响。研究结果表明：吊杆内温度的分布主要受侧面日光照射而影响,且吊杆圆周表面各方位温度变化存在明显相位差;随着温度的升高吊杆内的水由液态转化为水蒸气并分布在整个吊杆内,随着温度下降,吊杆内的水蒸气也逐渐冷凝成水;温湿度耦合作用下吊杆内的钢丝会产生一定程度的锈蚀,随着运营年限的不断增长,吊杆内的钢丝锈蚀程度逐渐增大,吊杆钢丝剩余直径逐渐减小。     

中承式拱桥吊杆内部钢丝腐蚀病害实例研究

为了了解中、下承式拱桥吊杆内部钢丝腐蚀病害的发生原因和发展规律,该文通过结构性拆解银川阅海大桥及长沙黑石铺湘江大桥的旧吊杆,系统研究两座中承式钢管拱桥吊杆防护体系的缺陷和防护漏洞,探讨吊杆内部钢丝的腐蚀病害分布规律,定性分析导致两座桥梁旧吊杆内部钢丝腐蚀病害差异的主要原因,可为中、下承式拱桥吊杆腐蚀防护和运营期管养策略制订提供参考。     

梁拱组合桥柔性吊杆张拉力的确定及分析

对梁拱组合桥柔性吊杆在成桥状态下的内力进行分析研究。分别以位移、弯矩及整体受力状态为控制目标来确定成桥时吊杆内力。同时对这几种方法所确定的吊杆内力进行比较，选择一种合理的方法，为今后同类桥梁的推广应用提供设计、施工分析等方面的参考。     

提篮拱桥吊杆更换及调索计算分析研究

为研究拱桥吊杆更换施工工艺和设计新吊杆合理张拉力以达到目标设计结构状态,以某服役15年提篮系杆拱桥为工程背景,结合现场实际情况,提出采用钢桁架临时支撑体系对旧吊杆进行更换,结合吊杆位置系梁顶标高数据变化,采用临时吊杆实现旧吊杆力的卸载和新吊杆力的加载.同时,结合更换吊杆后实测吊杆力下桥梁结构有限元计算结果,从吊杆力均匀程度和跨中系梁下翼缘拉应力判断吊杆力调整的优劣.第1轮张拉力以目标设计吊杆力为张拉力实现将吊杆力调整均匀.第2轮张拉吊杆力以系梁全截面受压为约束条件优化分析得到相应吊杆张拉力,实现结构目标应力状态.     

自锚式悬索桥吊杆索更换关键技术

抚顺天湖大桥为(15+70+160+70+15)m自锚式混凝土悬索桥。该桥吊杆索索力偏差较大、锚头锈蚀严重、索道管内防腐体系完全失效、部分吊杆索PE护套破裂,急需更换吊杆索。换索过程中,针对该桥独有采用钢丝绳主缆和索夹易下滑的特点,设置了临时阻移装置;为方便施工设置了主缆吊架、梁端平台等临时施工平台。吊杆索更换原则为换索前后索力等量替换,并根据吊杆索索长较短的特点采用钢丝绳线锤的方式测量相对高差。调索阶段通过调整索力和高程将桥梁线形调整至设计预期。通过采取以上措施,顺利完成了吊杆索更换。     

吊杆断裂对系杆拱桥力学性能的影响

为研究吊杆断裂对系杆拱桥力学性能的影响,以某钢管混凝土系杆拱桥为研究对象。首先建立其有限元模型,采用正装迭代和倒拆相结合的方法计算其成桥索力,后与设计成桥索力相比较,验证了有限元模型的正确性。然后分析了吊杆断裂的数量及断裂位置对主梁线形、剩余吊杆内力及拱肋应力的变化规律。其结果表明,任意吊杆断裂,主梁线形变化值在断裂位置出现下挠峰值,且随着断裂位置往跨中偏移,该峰值不断增大,最大增加了7.18%。吊杆断裂只会引起同侧附近相邻吊杆的内力变化,对其余吊杆内力变化影响不大;其中跨中截面和L/4截面的吊杆对主梁线形和吊杆内力影响较大。双吊杆断裂之后,主梁线形和吊杆内力的变化值可近似认为单吊杆断裂时产生的变化值之和。且吊杆对称断裂时,主梁线形变化值和吊杆内力出现对称分布。吊杆断裂之后,拱肋最大值应力较完好时增加了24.8%。     

拉吊索更换检测与承载力评价

拉吊索出现PE老化、钢丝锈蚀等病害时,外观检查往往难以准确判定钢丝病害程度,需更换病害拉吊索,进行全面检测及判定。本文通过对更换拉吊索的解剖检查,确定钢丝锈蚀等级;对锈蚀钢丝的截面及质量损失测量,确定钢丝截面损失;对钢丝力学性能测试,确定钢丝强度降低程度,并提出了拉吊索承载力评价方法,可评价拉吊索承载力降低程度,并根据评价结果决定维修或更换。     

梁拱组合桥柔性吊杆张拉力的确定及分析

对梁拱组合桥柔性吊杆在成桥状态下的内力进行分析研究。分别以位移、弯矩及整体受力状态为控制目标来确定成桥时吊杆内力。同时对这几种方法所确定的吊杆内力进行比较，选择一种合理的方法，为今后同类桥梁的推广应用提供设计、施工分析等方面的参考。     

某系杆拱桥吊杆张力测定分析研究

系杆拱桥吊杆张力的测试结果关系到整桥的受力状况及全桥线型是否处于合理状态。本文重点介绍常用的吊杆张力测试方法,重点分析基于频率法的吊杆张力测定方法,并结合工程实际进行了测定分析研究,为同类结构的吊杆张力测试提供有益的借鉴经验。     

空间组合拱桥吊杆张拉力的确定

确定拱桥吊杆在成桥状态时合理内力的方法，主要有指定受力状态法（刚性支承连续梁法、零位移法等）、无约束的吊杆力优化（弯曲能量最小法、弯矩最小法等）、有约束的吊杆力优化（索量最小法、最大偏差法等）。以位移、成桥时整体受力状态、弯矩为控制目标来确定中山-桥在成桥状态下吊杆的合理张拉力，并分析了这几种方法的优缺点。     

顺置式吊杆锚固区受力特性与极限承载力研究

为掌握顺桥向设置的吊杆锚固区在吊杆力作用下的受力特性和极限承载力,以某在建斜拉-自锚式悬索组合体系桥为依托工程,利用ANSYS软件建立壳单元空间有限元模型,对锚固区在最不利荷载作用下的受力性能进行研究;并分别采用线弹性及非线性分析方法对吊杆锚固区极限承载力进行分析,讨论构件的受力情况。结果表明:在最不利荷载作用下,钢锚箱及钢锚梁应力较横隔板应力小;除钢锚梁与横隔板焊接处应力集中现象显著外,各构件应力分布较均匀;各构件顺桥向变形较大。不同极限承载力分析方法表明,此类结构采用壳单元建模进行极限承载力分析时应仅考虑材料非线性。建议在此类结构设计时,对于横隔板刚度不足问题应给予足够重视。     

上跨电气化铁路系杆拱桥吊杆更换技术

顺河高架系杆拱桥为长90 m的下承式拱桥,是连接济南市南北交通的干线,并跨越胶济铁路济南东站西侧交通要道。检测发现该桥吊杆存在不同程度的损伤,需全部更换。新吊杆采用GJ15-19型环氧钢绞线整束挤压式吊杆,内部钢绞线采用5层隔离防腐,以提高耐久性。桥梁跨越高铁等电气化线路,下部作业空间受限,施工窗口期短,采用配置转换梁的抱箍式临时兜吊系统和梁底移动式挂篮更换吊杆。抱箍式临时兜吊系统张拉端设置在拱肋与桥面之间,避免了施工对公路交通的影响,且抱箍可拆卸重复利用;转换梁和梁底移动式挂篮克服了梁下作业空间小的难题,实现了铁路运营零干扰的目标。吊杆更换时首先安装临时吊杆实现第一次荷载转移后拆除原吊杆,然后安装新吊杆实现第二次荷载转移,全桥吊杆更换完成后进行全桥调索,最后进行新吊杆防腐和临时吊杆拆除。吊杆更换后桥梁受力状态良好,桥面线形满足设计要求。