斜拉桥斜拉索防腐保护问题分析与建议

斜拉桥斜拉索的腐蚀破坏将直接影响桥梁结构的安全与使用寿命,国内、外已出现大量由于斜拉索破坏而进行换索的典型案例.目前斜拉桥斜拉索的常用防护形式为高密度聚乙烯(HDPE)护套,该类护套易发生开裂和老化而导致斜拉索锈蚀.为了研究斜拉索的防腐保护问题,对HDPE护套防护破坏的因素:索体交变应力、HDPE原材料特性、自然环境、施工作业方式和斜拉索的不均匀截面形状等进行分析,在此基础上提出采用长纤维增强护套结构以及在斜拉索护套与斜拉索之间设置粘弹性隔离层的防护建议.     

桥梁斜拉索防护用涂料及涂装工艺研究

斜拉索作为斜拉桥的主要承重部分,其聚乙烯护套常常产生不同程度的老化、开裂和破损现象,使护套内的钢丝束发生锈蚀、断丝等。基于桥梁斜拉索腐蚀原因和目前我国斜拉索防腐技术、聚乙烯护套的涂装性能和涂装环境分析,探讨斜拉索聚乙烯护套防护用氟碳涂料及其配套的涂装工艺,为桥梁斜拉索的防护提供参考。     

运营期桥梁斜拉索的技术状况检测

某桥为主跨232m独塔双索面预应力混凝土斜拉桥,至今运营了约19年,斜拉索采用7mm镀锌高强钢丝,抗拉强度标准值1 600 MPa。为了掌握运营期斜拉索的耐久性技术状况,评定其是否处于安全状态,对该桥的斜拉索相关组成构件进行了较为全面详细的检测,运用机器人无损检测技术对拉索内部钢丝锈蚀率和断丝情况进行了量化检测,分析病害产生原因和严重程度,结合斜拉索索力和结构线形进行了综合拉索受力安全分析。检测结果表明:该桥有占总数78.8%的斜拉索存在不同程度的PE护套破损病害;PE护套出现开裂或断裂的斜拉索钢丝均出现了锈蚀,其中斜拉索钢丝截面的最大锈蚀率在1.08%~4.93%之间,但尚未发现断丝情况。根据当前技术状况,对斜拉索索力安全系数进行检算,其结果满足规范要求。     

基于保护斜拉索防腐层的逆向穿索工艺研究

钢绞线斜拉索施工多采用循环牵引托板单根穿索工艺,由于循环绳和托板在HDPE护套管内挤占了钢绞线拉索的空间,因此在施工过程中会出现缠索、磨索、坠索等各种问题,严重损伤斜拉索防腐层。单根钢绞线逆向穿索工艺基于保护斜拉索防腐层的目的,放弃“从下往上”循环系统,改为“自上而下”的穿索方式,塔端设置穿索机先将钢绞线斜拉索提升至上管口,然后斜拉索在自重作用下沿护套管内壁下滑至桥面完成穿索。     

斜拉索PE保护足尺试验研究

斜拉索的PE保护在施工中容易损伤,以苏通长江大桥为依托,通过对斜拉索PE护套的足尺试验,研究了长、重索在提升过程中PE的拉伸受力情况,吊索夹具夹紧斜拉索时PE护套的抗压受力情况,以及PE护套同索夹橡胶垫间的摩擦系数。通过足尺试验,选定了相关施工参数:索夹长度和夹紧力。试验结果应用于苏通长江大桥斜拉索施工,在整个斜拉索安装过程中没有出现任何索夹滑移或PE护套压伤的情况,确保了斜拉索的施工安全、质量与使用寿命。     

钢绞线斜拉索成索施工工艺优化

斜拉桥常规斜拉索有两种形式,即平行钢绞线斜拉索和高强度平行钢丝斜拉索,其中钢绞线斜拉索需要现场下料、挂索、张拉成索,工序较多、工艺复杂。因此,需要现场对成索工艺进行必要优化、减少工序,更好节约工期,减少安全风险。     

同向回转拉索锚固体系斜拉索施工技术

安徽五河定淮淮河特大桥主桥为独塔双索面混合梁斜拉桥,跨径布置为246m+125m,该桥采用钢绞线斜拉索,斜拉索采用同向回转拉索锚固体系,即斜拉索穿过桥面一侧锚具,绕过桥塔后锚回到桥面另一侧锚具,形成同一对编号斜拉索。同向回转拉索锚固体系由钢绞线拉索系统、夹持型大转角鞍座锚索系统及主梁锚拉板锚索系统3部分组成。斜拉索采用三角提升原理安装,利用穿索机推送及卷扬机牵引将主梁一侧的钢绞线送入HDPE外套管中,穿过鞍座后,通过穿索机推送及另外一台卷扬机牵引钢绞线回到主梁另一侧锚固区,钢绞线穿索就位后,采用单股对称张拉法进行斜拉索张拉,张拉到位后进行封锚处理。     

环氧喷涂无粘结钢绞线斜拉索在灌河大桥施工中的应用

全面介绍了连盐高速公路灌河大桥环氧喷涂钢绞线斜拉索施工工艺,其中包括此种斜拉索的组成体系、单根挂索施工、整体张拉及斜拉索防护施工等。     

高强度平行钢丝拉索抗疲劳性能试验研究

为探讨2 100 MPa高强度热挤聚乙烯平行拉索的抗疲劳性能，制作了265丝?7.0 mm-2 100 MPa锌-铝合金镀层钢丝拉索，进行了拉伸应力上限为945 MPa、拉伸应力变程为250 MPa、应力循环次数为200万次抗疲劳性能试验，检查索有无断丝情况、锚具及高密度聚乙烯等构件情况。在拉索断丝率小于2%、锚具和高密度聚乙烯护套等构件完好的情况下，将应力变程提高到280 MPa,进一步加载至250万次，在加载中观察其试验索有无断丝情况、锚固体、锚具区域的疲劳损伤情况和高密度聚乙烯护套抗疲劳状况。通过以上超200万次、高应力幅值抗疲劳性能试验，全面掌握?7.0 mm-2 100 MPa锌-铝合金镀层钢丝拉索抗疲劳性能。     

大跨度地锚式斜拉桥换索施工技术

郧县汉江大桥为(86+414+86)m地锚式预应力混凝土斜拉桥,每塔两侧各布置2×25根斜拉索。检测发现:斜拉索索力和设计理论状态误差较大,PE护套损伤,钢丝锈蚀严重,斜拉索系统属于四类部件。为确保桥梁结构的长期安全,结合该桥斜拉索体系病害情况,运用等强度换算原理,设计新斜拉索[采用镀锌平行钢丝、PES(HD)低应力全防腐索体、全防水结构等多项技术],替换全桥旧斜拉索。斜拉索更换顺序为病害斜拉索优先,单塔对称、双塔反对称,由长索到短索的原则进行更换。有限元结果表明,在整个换索过程中,斜拉索、主梁和桥塔结构变形、应力和强度验算均能满足规范要求。换索施工工序为旧索放张→旧索拆除→新索安装与张拉→索力调整。通过优化施工工艺,长索单塔换完后,2个点4根索同时更换,将换索工期降低到120d,极大地缩短了施工工期。     

基于物联网的南沙大桥坭洲水道桥主缆架设技术

南沙大桥坭洲水道桥为(658+1688+522)m双跨钢箱梁悬索桥,主缆采用预制平行钢丝索股(PPWS)法架设.结合主缆及索股特点,通过优化牵引系统布置和改进快拆悬挂装置、背索后锚头快拆式拽拉器、自锁紧式握索器等索股架设装置,提高了索股架设工效及质量.基于物联网技术,研发了包含索股牵引实时监控系统及索股调整实时监测计算...     

桥梁缆索断面钢丝腐蚀进程差异性试验

为实现桥梁缆索断面内高强钢丝腐蚀进程差异性量化表征，进而支撑该类构件在服役期内的强度退化模拟与承载力评定等工作,以镀锌钢丝缆索为对象，采用旧索构件破除实测与人工加速腐蚀试验相结合的方法，构造相邻层钢丝腐蚀进程差异性指标，研究了实际服役环境下的平行钢丝缆索断面腐蚀进程差异性。进一步考虑缆索断面构造特征及护套可能出现的病害类型，通过捆绑试件加速腐蚀试验，研究试验环境下平行钢丝缆索断面腐蚀进程差异性,护套破损对断面腐蚀进程差异性的影响以及钢绞线内外丝腐蚀进程差异性。研究结果表明：护套整体老化失效时，平行钢丝缆索断面相邻层钢丝总体腐蚀进程差异系数不拒绝正态分布，均值与变异系数分别为0.675 8、0.254 3;实际服役环境下总体腐蚀进程差异系数均值水平更高、变异性更强，腐蚀介质沉积效应对缆索断面钢丝腐蚀进程差异性的影响因破损形态而异；随着腐蚀时间的延长，断面总体腐蚀进程差异性逐渐减弱，钢绞线内外丝总体腐蚀进程差异系数概率分布特征由对数正态分布向正态分布过渡。     

钢管混凝土斜塔斜拉桥设计

金寨长征大桥主桥为(80+100)m斜塔斜拉桥。桥塔采用钢管混凝土组合结构,在钢管内部设置钢筋笼、钢管内壁焊接PBL纵向加劲肋及环向加劲肋,并灌注高性能混凝土,基础采用钻孔灌注桩;主梁采用钢箱结构;斜拉索呈扇形布置在中央分隔带内,单索面双排布置,斜拉索采用镀锌高强平行钢丝束,外层护套表面设置螺旋线以抑制风雨振;塔、墩、梁处钢-混结合段采用剪力钉、PBL连接键等,形成塔、墩、梁固结的约束体系。主桥采用临时墩辅助下的钢箱节段拼装方法施工。利用有限元软件对主桥进行整体结构计算,结果表明主桥的钢管混凝土桥塔、主梁、斜拉索应力均满足规范要求。     

超千米级公铁两用斜拉桥斜拉索安装关键技术

沪通长江大桥主航道桥主跨1 092m,斜拉索采用双塔三索面、扇形密索体系,最长索长576.2m,最大索重83.5t,超长、超重斜拉索安装难度大。斜拉索采用先塔端挂设,再梁端牵引,最后塔端张拉的总体施工方案。短、中索采用常规的先塔端挂设后脱空展索的方式施工,长索采用斜拉索桥面整体运输及展索技术,按照先桥面展索后塔端挂设的步骤施工。短索采用卷扬机牵引系统完成斜拉索梁端牵引。中、长索采用梁端卷扬机快速牵引技术,加大卷扬机牵引力,将梁端锚杯向锚固位置牵引一段距离。中索、中跨长索梁端作业空间有限,采用钢绞线软牵引系统和梁端反压牵引技术完成梁端牵引;边跨长索采用常规的钢绞线软牵引系统完成梁端牵引。斜拉索张拉时,采用防扭转装置。为加快施工进度,29号墩斜拉索采用同步智能张拉系统,同步完成2层共12根斜拉索张拉。     

悬索桥主缆与索鞍间滑移行为及力学特征试验

为明确主缆与索鞍间的滑移机理,给相关理论研究提供必要基础,开展了试验研究以揭示主缆在不平衡力作用下的滑移行为及力学特征。制定了以两端张拉丝股模拟主缆平衡状态、以单侧顶推索鞍模拟主缆偏载状态的加载方案,并设计了相应的试验模型及测试方法;考虑索股侧面摩擦及试验索股数目的影响,开展了共8种工况的试验测试,利用实测数据对索力发展特征、索股滑移行为、滑移时变效应及名义摩擦因数变化规律等关键问题进行了系统研究。结果表明：顶推索鞍初期所产生的不平衡力在索股间平均分配,随着不平衡力增大,索股相继滑移且滑移后基本维持其索力差不变;索股均已滑移后的缆力差的发展具有单向性,但残余缆力差相对较小;索股位移发展包括弹性变形、局部蠕动和滑移3个典型阶段;主缆滑移时变效应有限,即主缆滑移后仍具备较可靠的稳载能力;名义摩擦因数随索股相继滑移而增加的同时会引起较突出的索力不均匀性问题,故在主缆抗滑措施研究中尚需对该问题予以重视;侧面摩擦是索股分批滑移及索股数目对试验结果产生影响的根本原因,鉴于侧面摩擦显著的抗滑贡献,对其继续深入研究并充分应用具有重要意义;建议多塔悬索桥主缆与索鞍间的摩擦因数取值可放宽至0.2。     

五峰山长江大桥上部结构施工控制技术

五峰山长江大桥主桥为主跨1092 m的钢桁梁公铁两用悬索桥,加劲梁采用板桁结合钢桁梁,主缆采用预制平行高强钢丝索股结构,直径1.3 m。边跨加劲梁采用支架顶推法施工,中跨加劲梁采用缆载吊机由跨中向两侧对称架设,并在中跨侧靠近桥塔位置处合龙;主缆采用平行钢丝索股法架设。主缆制造时,采用无应力长度法计算各索股的无应力下料长度,并在主缆锚固区每处预留长度为±26 cm的垫板空间;主缆架设时,采用4根索股作为基准索股进行架设线形控制,并将主缆长度误差控制在-18~30 cm,均在误差控制范围内;加劲梁施工时,通过分析各因素对加劲梁线形的影响规律,提出控制二期恒载的措施;加劲梁合龙时,采取中跨钢梁不动、起顶边跨钢梁的合龙控制措施;在加劲梁合龙后加载二期恒载。加劲梁合龙后标高误差为-5^+63 mm,线形控制较好。     

宣城市宛溪河矮塔斜拉桥设计

宣城宛溪河大桥为单塔单索面矮塔斜拉桥,主梁采用单箱三室大悬臂三向预应力混凝土箱梁,箱梁宽25.5m;桥塔采用实心矩形截面,高23.5m;斜拉索采用高强度低松弛钢绞线拉索体系,每根拉索由27根s15.2mm环氧喷漆钢绞线组成。下部结构采用柱式墩、重力式桥台、群桩基础。介绍该桥设计特点并进行各阶段内力计算分析,计算主要内容以成桥状态及运营状态为主,考虑恒载、徐变、温度、活载、强迫位移等的影响。计算结果均满足规范要求。     

重庆两江大桥平行钢绞线斜拉索施工技术

平行钢绞线斜拉索桥梁是目前采用较多的一种斜拉桥结构形式。结合重庆两江大桥平行钢绞线斜拉索的工程实践,介绍平行钢绞线斜拉索施工技术,可为今后同类斜拉索施工提供参考。     

武汉杨泗港长江大桥猫道设计

武汉杨泗港长江大桥为主跨1700 m的单跨双层钢桁梁悬索桥,猫道采用三跨连续式无抗风缆猫道结构体系,猫道中跨跨度1700 m。猫道主要结构包括猫道承重索、门架支承索、扶手索、猫道面层、猫道门架系统、横向天桥、猫道索转向系统以及锚固调节系统等。猫道面宽4.0 m;猫道承重索由10根?56 mm钢丝绳组成,通过精轧螺纹钢筋和钢丝绳锚固于锚碇前锚面处;门架支承索由2根?54 mm钢丝绳组成,通过散索鞍支墩门架锚固于锚碇前锚面处;猫道索通过塔顶转向鞍座、下拉装置实现竖向转向,通过横向变位刚架实现水平转向。猫道结构静力计算结果表明:猫道索安全系数及静力抗风稳定性满足规范要求。     

无应力状态法在钢绞线斜拉索施工中的应用

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,提出采用无应力状态法理论确定单根斜拉索中每根钢绞线挂设初张力的方法.基于无应力状态法理论与悬链线索元理论建立斜拉索无应力索长与张拉力的关系式,以各次钢绞线挂设完成为平衡状态进行力学分析,建立求解单根钢绞线张拉力的非线性方程组,采用MATLAB编程,运用最速下降法迭代得到非线性方程组的数值解.以武汉某大桥正桥为例,对其中跨22号斜拉索中单根钢绞线张拉力进行求解,结果表明所推导的方法是准确和有效的.