鸭绿江大桥锌铝合金镀层钢丝技术研究及质量控制

锌-铝合金镀层钢丝是在目前镀锌钢丝的基础上发展起来的一种耐久性更好的新型桥梁用缆索材料,使用该材料可提高斜拉桥斜拉索的寿命。中朝鸭绿江界河公路大桥为我国目前为止最大跨径的界河桥梁,也是目前国内首座全桥斜拉索使用锌铝合金镀层钢丝的大型桥梁。主要介绍锌铝合金镀层钢丝的防腐机理和技术特点、本桥斜拉索锌铝合金镀层钢丝的技术要求、工艺流程及其技术难点、批量化生产及质量控制情况,供以后同类工程借鉴和参考。     

悬索桥锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹抗滑试验研究

为了解悬索桥锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹的抗滑性能,以37-915.2悬索桥主缆为模型,进行索夹抗滑试验。用千斤顶顶推力模拟实桥索夹的下滑力,通过实测索夹发生滑移时的相关参数,计算得到锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹的抗滑摩阻系数及索夹内、外空隙率。试验结果表明:锌-铝合金镀层钢丝的抗滑摩阻系数为0.305,此时索夹内、外空隙率分别为17.4%和19.6%;试验得到的抗滑摩阻系数相对设计规范取值储备量较大,建议后期桥梁设计中按0.20取值,在同等设计条件下,索夹设计长度可缩短30%,既可减轻索夹重量又可降低施工难度。     

2 100 MPa高强度主缆索股疲劳性能试验研究

南京仙新路过江通道跨江大桥主桥采用主跨1 760m单跨钢箱梁悬索桥,该桥是目前国内第一、世界第二大跨度悬索桥,主缆索股采用127丝φ5.4mm-2 100MPa高强度钢丝索股。对于大跨径悬索桥,活载虽然占主缆总拉力的比重较小,但在悬索桥长期运营过程中,活载直接影响桥梁主缆的使用寿命。提高悬索桥主缆钢丝强度,减少钢丝用量,可以减轻主缆质量和截面积。为研究高强度主缆索股的抗疲劳性能,制作了127丝φ5.4mm-2 100MPa锌铝合金镀层钢丝索股,进行常规200万次疲劳性能试验,检查断丝率及锚具等索体构件情况。在断丝率小于2%情况下,进一步加载至300万次,在加载中观察其断丝情况。试验后对索股进行了解剖,分析了断裂钢丝的断口。通过试验验证φ5.4mm-2 100MPa锌铝合金镀层钢丝主缆索股的抗疲劳能力,为大跨度悬索桥主缆全寿命设计提供了参考依据。     

桥梁缆索用钢丝热镀锌铝镁镀层研究

悬索桥主缆、斜拉桥拉索、拱桥吊杆的使用寿命要求越来越高，尤其是要求悬索桥主缆的设计使用寿命达百年以上，因此对桥梁缆索用钢丝的耐久性要求不断提高。随着技术的不断发展，缆索用钢丝的热镀层也从最初的纯锌层逐步向以锌为主，添加铝、镁、稀土等多元合金发展。依托处于海洋大气腐蚀条件下的深中通道伶仃洋大桥(主跨1 666 m悬索桥)项目，通过相关试验研究和理论分析，重点研究了锌铝镁镀层的结构特点、防腐耐久性能，确定了锌铝镁的合理组分及冷却方式，取得了很好的应用效果，经济效益显著。     

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。     

虎门二桥1960 MPa主缆钢丝及索股关键技术

依托虎门二桥坭洲水道桥(主跨1 688m的双塔双跨悬索桥),系统开展了1 960MPa主缆钢丝及索股的技术开发。研制了适用于在线水浴、离线盐浴、离线铅浴等不同索氏体化方式的国产1 960 MPa钢丝盘条,性能指标优于国外同类产品。通过超高强度钢丝拉拔工艺、"双镀+电磁抹拭"热镀锌铝工艺、稳定化处理工艺,研发了抗拉强度达1 960MPa、扭转次数≥14次的高强度锌铝合金镀层钢丝,并形成完整的生产工艺体系。开发了1 960 MPa悬索桥主缆索股技术及具有优异锚固性能、静载性能、抗疲劳性能和抗滑移性能的锚固系统,实现了30 000余吨1 960 MPa镀锌铝合金钢丝索股在虎门二桥工程中的应用。     

各种涂层在桥梁缆索上的应用浅析

目前,国内外桥梁缆索用钢丝、钢绞线以及锚具等的各种防腐涂层应用侧重方向有所不同,采取的方法主要是跟踪研究、跟踪应用。现对近年桥梁缆索中应用的各种涂层的基本概念、工艺特点和应用情况进行浅析,供桥梁工程技术人员参考。     

宜昌至喜长江大桥大江桥设计研究

宜昌至喜长江大桥大江桥为主跨布置250 m+838 m+215 m的双塔双索面悬索桥,为解决桥面铺装和主缆耐久性差等难题,选用性能优异,维护成本低的组合梁的桥面铺装形式。采用由锌铝合金镀层钢丝组成的缆索,其寿命有较大提高,而材料成本只增加了5%。项目采用的"地锚式悬索桥猫道承重索的转向方法"施工技术获得国家发明专利,同时进行了一系列的环保设计减少了施工及运营期间对中华鲟的不利影响。     

江苏法尔胜泓昇集团有限公司路桥材料事业部

正地址:中国江苏省江阴市璜土镇澄常工业开发区ADD:Cheng-Chang Developing Zone in Jiangyin Jiangsu P.R.C TEL:0086-510 86656000(市场部)FAX:0086-510-86658000 Http://www.chinafasten.com E-mail:jfnc@chinafasten.com江苏法尔胜缆索有限公司江阴法尔胜住电新材料有限公司江苏东纲金属制品有限公司法尔胜泓昇集团路桥材料事业部简介法尔胜泓昇集团路桥材料事业部位于江苏雀江阴市璜土镇澄常开发区内,是我国规模大、技术先进的路桥产品新材料研发和生产基地。事业部主要产品有:桥梁建筑用高强度热镀锌钢丝和镀锌铝合金钢丝,年产30000吨:桥梁与结构用热挤聚乙烯拉索,     

重庆交通科研设计院

桥梁缆索PE层由于在挂索过程中的擦伤，或在使用过程中薄弱处的挠屈应力作用致使PE层局部产生破坏和裂纹，造成钢丝锈蚀，从而危及缆索以及桥梁的安全。我院采用国外先进的塑焊装备及材料开展的桥梁缆索PE层索面检查与修复技术，可有效的解决PE层的破损和裂纹，并可实现修复处的光洁，保持桥梁缆索的整体景观一致性。     

智能型缆索光纤光栅应变传感器

将传感器集成于缆索内部,研发具有自感知能力的智能缆索是桥梁结构健康监测领域研究的前沿。特制光纤光栅应变传感器,将传感器局部布置于缆索内钢丝上,通过光纤光栅中心波长的变化测量钢丝的局部应变、进而获得缆索整体索力是实现智能缆索的有效方法。对特制的光纤光栅应变传感器与索内钢丝的连接固定方式进行了研究,在不破坏钢丝的前提下,研究了传统的胶粘结和特制的抱箍连接两种固定方式,通过张拉性能测试,两种连接结构均有效;通过疲劳性能测试,采用特制的抱箍结构连接是解决缆索内置应变传感器长期可靠性、稳定性测试的有效途径。     

江苏法尔胜泓昇集团有限公司路桥材料事业部

正地址:中国江苏省江阴市璜土镇澄常工业开发区ADD:Cheng-Chang Developing Zone in Jiangyin Jiangsu P.R.C TEL:0086-510-86656000(市场部)FAX:0086-510-86658000 Http://www.chinafasten.com E-mail:jfnc@chinafasten.com江苏法尔胜缆索有限公司江阴法尔胜住电新材料有限公司江苏东纲金属制品有限公司法尔胜泓昇集团路桥材料事业部简介法尔胜泓昇集团路桥材料事业部位于江苏雀江阴市璜土镇澄常开发区内.是我国规模大、技术先进的路桥产品新材料研发和生产基地。事业部主要产品有:桥梁建筑用高强度热镀锌钢丝和镀锌铝合金钢丝,年产30000吨;桥梁与结构用热挤聚乙烯拉索,年产30000吨;悬索桥预制平行钢丝束股,年产75000吨;填充型环氧钢绞线,年产能力7000吨;生物医用、民用和工业用形状记忆镍钛合金制品。     

桥梁工程现行标准/规范

标准规范编号标准规范名称被代替编号GBJ 139- 90内河通航标准—GB/T 714 - 2 0 0 0桥梁用结构钢—GB/T 1836 5- 2 0 0 1斜拉桥热挤聚乙烯高强度钢丝拉索技术条件—CJJ 2 - 90市政桥梁工程质量检验评定标准—CJJ 11- 93城市桥梁设计准则CJJ 11- 86CJJ 74 - 99城镇地道桥顶进施工及验收规程—CJJ 77- 98城市桥梁设计荷载标准—CJ 30 77- 1998建筑缆索用钢丝—CJ/T 30 78- 1998建筑缆索用高密度聚乙烯塑料—JGJ 85- 2 0 0 2预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ 85- 92TB 10 0 0 2 .1- 99铁路桥涵设计基本规范—TB 10…     

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。     

基于深度学习与漏磁探伤的桥梁缆索检测预警系统研究

为准确、全面地评估桥梁缆索的损伤，开发了基于深度学习和漏磁探伤的桥梁缆索检测预警系统。该系统主要由检测平台和预警平台两部分组成，利用检测平台中爬索机器人的高清摄像头和磁传感器列阵收集缆索表面的缺陷图像及漏磁信号数据，随后将缺陷图像输入到深度学习模型中对其进行自动分类与识别，利用小波分析处理漏磁信号数据以确定内部高强钢丝锈蚀缺陷位置，并根据检测到的数据提出了五级预警。为验证桥梁缆索检测预警系统的可靠性，利用该系统对4座在役斜拉桥的缆索进行检测。结果表明：该系统嵌入的深度学习模型和经过小波分析处理后的磁信号能够准确识别桥梁缆索表面的缺陷特征和内部钢丝锈蚀位置；该系统中预警平台可以将检测信息及时发送给管养部门，便于其采取相应的补救措施。     

桥梁缆索腐蚀失效及防护技术研究进展

从缆索钢丝失效原因(包括加工缺陷,腐蚀缺陷及机理、规律和寿命预测)和缆索的防护技术两个方面对缆索失效及防护方面的研究现状进行综述,并探讨缆索钢丝失效机理、规律及防护技术等研究的发展趋势,认为在探究材料-环境-荷载之间的相互作用及影响的基础上,深入探讨钢丝腐蚀特征及机理,荷载特征、环境与腐蚀特征的关系,钢丝综合失效机理、干空气除湿技术优化以及更高耐腐蚀性的钢丝涂层等方面是今后的研究重点。     

缆索用热铸锚锚具和灌铸

缆索广泛用于大跨度桥梁和大型建筑结构，主要有：平行钢丝预制索股和吊索用于悬索桥，斜拉索用于斜拉桥，拉索用于大型建筑结构等。缆索由索股(钢丝、钢绞线、钢丝绳)和锚具构成，合金热铸锚是主要锚固方法之一。介绍缆索用热铸锚锚具和灌铸的现状，分析工程应用中存在的问题，提出一些相关改进措施。     

韩国桥梁缆索检测机器人研究

缆索是桥梁的重要构件,将机器人技术与无损检测技术结合改进,可开发出实用缆索检测机器人技术。为给桥梁缆索检测机器人的研发和应用提供指导,介绍既有缆索结构无损检测和机器人检测维护技术,重点介绍韩国2010年开始研发的2种桥梁缆索检测机器人的硬件和结构特点。利用目视检查和基于图像处理的检查、基于振动的索力测量、超声波检查、磁学方法和射线照相法等无损检测方法和功能模块,一些国家已经开发了一些用于管道、线路和缆索结构的检测机器人。2010年韩国制定了桥梁缆索检测机器人系统研究计划,主要开发了应用于斜拉桥和悬索桥的桥梁缆索检测机器人。这2种桥梁缆索检测机器人的硬件具有独特的功能,适应缆索直径范围较宽、荷载能力较大,能实现无线控制和通信传输,以及有效的机械电气自锁安全保障功能。试验结果表明,缆索检测机器人可以检测缆索内部钢丝缺陷,基于图像处理技术,可以感测3种不同类型缆索表面各种取向的裂纹状表面缺陷。     

伶仃洋大桥锌-铝-稀土合金镀层钢丝腐蚀-疲劳耦合试验研究

深中通道伶仃洋大桥主缆采用?6 mm 2 060 MPa锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝,为了解腐蚀-疲劳耦合作用对该类型钢丝疲劳寿命的影响,对其进行试验研究。在钢丝试样常规疲劳试验的基础上,结合伶仃洋大桥主缆的承载特征和海洋环境下的服役特点,对腐蚀疲劳试验的方法进行比选,最终采用了干湿交替腐蚀-疲劳循环耦合试验的新方法,研究不同应力变幅下主缆钢丝的腐蚀疲劳寿命、腐蚀状态及断口形态。结果表明：由于腐蚀和疲劳循环耦合作用,?6 mm 2 060 MPa锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝抗疲劳性能有所降低,其疲劳应力变幅越大,疲劳循环次数降低幅度越大。当应力变幅为360 MPa时,在相当于4倍以上常规热镀锌钢丝盐雾腐蚀试验时间的腐蚀下,钢丝表面锈蚀超过30%,其应力循环次数为197万次,接近200万次。     

港珠澳大桥超高强度平行钢丝斜拉索设计与技术研究

港珠澳大桥青州航道桥和江海直达船航道桥均采用斜拉桥,斜拉索均采用平行钢丝索。为减小索体阻风面积、减轻重量,在国内首次设计采用1 860MPa钢丝斜拉索。为确保斜拉索技术性能并提高其耐久性,对钢丝关键技术参数进行了研究,对锚具材料及构造尺寸进行了理论计算和设计,并试制成品索开展了物理模型试验。结果表明,钢丝抗拉强度不低于1 860MPa;扭转次数不小于12次;在规定条件下疲劳应力幅达410MPa以上;表面采用锌-5%铝合金镀层防腐性能优;试制成品索的锚固、疲劳及水密性性能均满足规范及设计要求,可应用于港珠澳大桥。