悬索桥主缆检测及承载力评估现状与发展

通过分析悬索桥主缆检测的特点以及主缆各阶段承载力评估的主要因素,详细讨论钢丝腐蚀、断丝以及主缆次应力等对主缆承载力的影响,回顾了现有的承载力评估模型研究现状,提出了基于可靠度方法,综合考虑影响主缆承载力各因素的主缆全寿命期间内承载力评估方法的研究思路。     

悬索桥钢丝绳主缆防护施工工艺

抚顺天湖大桥为自锚式钢筋混凝土悬索桥。该桥主跨160m，为目前国内已施工的跨度最大的自锚式钢筋混凝土悬索桥。该桥主缆由85根Φ54mm镀锌钢丝绳组成，钢丝标准强度1960MPa，主缆由单根连续的钢丝绳绕过全部索鞍后，在梁内通过螺纹连接杆与连接套筒连接形成环型索。主缆单根长约720m，钢丝绳总重763．3t。该文以天湖大桥为例介绍了钢丝绳主缆防护施工方法，可供同类桥梁主缆防护参考。     

悬索桥主缆干燥空气输送法防护

近年来,国内外有越来越多的悬索桥不断建成,其跨径不断增大。这样,主缆所使用的钢丝强度就有不断提高的趋势,而钢丝强度的安全系数也有降低的趋势,这样就需要对悬索桥缆索防护进行更加深入有效的研究工作。国内外探索了多种防腐方法,研究结果表明应当改善主缆系统内部的大气环境。于是,输送干燥空气进行主缆防护的方法应运而生,日本对这种方法进行了多项卓有成效的试验和研究工作,本文主要介绍 了这种系统的发展、研究和应用。     

结构几何参数对悬索桥主缆线形影响分析

以武汉阳逻长江大桥为例,结合悬索桥主缆线形分析的解析法中传统的抛物线线形计算理论,对悬索桥的结构几何参数进行敏感性分析,可明确各参数对悬索桥主缆线形的影响程度,从而为相关设计提供参考。     

自锚式悬索桥主缆线形计算方法

以长沙市三汉矶湘江大桥为工程背景，对自锚式悬索桥的主缆线形及无应力长度的计算方法进行了研究，推导出两种基于不同假定下的主缆线形及无应力索长的计算方法：假定主缆自重沿跨径均布的抛物线法和假定主缆自重沿弧长均布的分段悬链线法。结果发现：抛物线法比较简单，但计算结果比较粗略；分段悬链线法考虑因素比较全面，计算相对复杂，但结果比较精确；对于空缆线形竖向坐标值两种方法的误差为0．739％，无应力索长计算两种方法的误差仅为0．31％。结果表明：抛物线法和分段悬链线法均可应用于自锚式悬索桥的主缆线形计算。     

角笼坝悬索桥主缆病害分析及其预防

主缆是悬索桥的关键受力部位,直接关系到悬索桥的使用寿命及安全,而在施工中又很容易产生一些主缆质量病害.国道214角笼坝大桥主缆施工中对主缆病害进行了详细的分析,并在施工中加以预防及处理,取得了很好的效果,可供类似工程借鉴.     

泰州长江大桥架设3100m主缆

日前,泰州长江大桥悬索桥主缆架设正式开始,大桥上部结构施工进入关键阶段。泰州长江大桥为千米级3塔2跨悬索桥,其主缆长约3100m,2根主缆总重17000t,由北向南依次由北锚跨、北边跨、北主跨、南主跨、南边跨、南锚跨等6跨组成,是目前国内桥梁施工中最长的主缆。主缆矢跨比为1/9,     

考虑主缆振动的悬索桥三维颤振分析

传统悬索桥颤振分析中通常忽略作用在主缆上的自激力。在系统颤振运动方程中同时纳入作用在主梁与主缆上自激力的贡献，研究主缆振动对总索桥颤振稳定性的影响。以某悬索桥设计方案为工程背景，对该桥主梁架设阶段和成桥状态分别进行了三维颤振分析。与传统仅考虑作用在主梁上自激力的颤振分析结果相比，考虑主缆振动后计算所得系统颤振临界风速将会提高，且对主梁早期架设阶段影响较大，对后期架设阶段以及成桥状态影响较小。     

大跨度悬索桥鞍座出口处主缆的二次应力

大跨度悬索桥主缆的应力在主鞍座处最高,主缆次应力在此处也比较大。采用不同的假设条件可建立主鞍座处主缆二次应力的几种计算方法,针对某实桥,将不同计算方法所得到的计算结果与实测结果进行了比较,并对悬索桥索鞍出口处主缆在恒载和活载作用下的二次应力和安全系数进行了计算。结果表明:在主缆变形较小时,不同计算方法所得到的计算结果与实测值较吻合;在主缆变形较大时,索鞍出口处主缆的二次应力计算需将钢丝的滑移及钢丝间极限摩擦剪力随主缆轴力增大而发生改变的影响考虑进去。通过计算所得到的索鞍出口处主缆的安全系数达到2.0,并且在施工过程中采取适当的措施可以减小这一位置处的二次应力。     

700 m级中承式缆拱桥设计

随着拱桥跨径的增加,拱肋稳定性问题突出,且巨大的推力需通过系杆或基础平衡,大跨度悬索桥的庞大锚碇耗资巨大. 针对这两个问题,结合拱和缆索的受力特点,提出一种新的桥梁结构体系——中承式缆拱桥. 首先,在主跨和边跨均加入拱圈;其次,去掉悬索桥锚碇,将主缆锚固于边拱拱脚;最后,通过选取适宜的垂跨比、矢跨比及拱轴系数,保证结构在恒载作用下主缆张力、主拱推力、边拱推力在数值上基本相等,从而使结构处于无推力状态并达到改善结构力学性能的目的. 给出了新型桥的具体结构形式和受力机理,并以700 m跨径为例对其进行设计研究,对其施工过程提出了设想. 有限元计算分析表明:中承式缆拱桥的拱与缆索共同承担桥面荷载,与同条件下的连续拱桥相比,其强度承载力提高约25%,稳定承载力提高约70%,同时恒载作用下结构产生的水平力基本为0,为突破拱桥跨径奠定了坚实的基础.      

桥梁缆索钢丝疲劳性能影响因素试验

为研究桥梁缆索钢丝的疲劳与腐蚀疲劳性能，采用不同强度等级新钢丝、服役7年的斜拉桥拉索钢丝和人工加速腐蚀钢丝开展了缆索钢丝疲劳与腐蚀疲劳试验；根据典型疲劳断口宏观形貌特征，探究了缆索钢丝的疲劳断裂机制；采用威布尔分布函数拟合了缆索钢丝的应力-疲劳寿命曲线，对比了不同钢丝应力-疲劳寿命曲线的差异，揭示了强度等级、应力比、腐蚀损伤和腐蚀疲劳损伤4个关键因素对缆索钢丝抗疲劳性能的影响规律，并建议了相应的疲劳强度曲线。试验结果表明：钢丝未发生腐蚀时抗疲劳性能良好，随着强度等级的提高，缆索钢丝的疲劳强度显著增大，对应的疲劳极限也逐渐上升；缆索钢丝的疲劳强度随应力比的增大而显著减小；腐蚀和腐蚀疲劳损伤均会大幅降低缆索钢丝的疲劳强度，腐蚀疲劳损伤对缆索钢丝剩余疲劳寿命的影响大于单一腐蚀损伤；新钢丝的疲劳裂纹起源于表面划痕或材料不均匀处，对于带腐蚀和腐蚀疲劳损伤的钢丝，蚀坑处存在显著的应力集中，疲劳裂纹源形成于钢丝表面蚀坑处，多源裂纹萌生与裂纹不规则扩展的几率增大；桥梁缆索抗疲劳设计与安全评估时应综合考虑钢丝强度等级、应力比、腐蚀和腐蚀疲劳损伤的影响，试验采用国内桥梁缆索广泛使用的钢丝，得到的疲劳强度可...     

大跨桥梁缆索钢丝腐蚀速率的试验研究

为了探讨大跨桥梁缆索腐蚀规律,根据缆索钢丝的实际腐蚀状态制作了圆柱形腐蚀电极,基于正交试验设计原理和电化学实验方法进行了缆索高强度钢丝的腐蚀速率研究.在对试验结果直观分析和方差分析的基础上,研究了温度、含盐量、pH值等因素及交互作用对钢丝腐蚀速率的影响规律.研究结果表明,环境影响因素的主次顺序为:NaCl浓度> 温度> 温度与pH值的交互作用> pH值> 温度与NaCl浓度的交互作用> NaCl浓度与pH值的交互作用.温度和NaCl浓度对钢丝腐蚀速率的影响呈单调关系,而pH值的影响呈非单调关系.      

温度和湿度环境下未镀锌高强钢丝的腐蚀速率谱

为了预测主缆钢丝在服役过程中的腐蚀发展,计算了主缆钢丝在不同温度和湿度环境条件下的腐蚀速率,将主缆腐蚀环境的温度和湿度划分为5个等级,采用正交试验方法将其进行正交组合,控制恒温恒湿试验箱实验温度和湿度,利用微型极化电阻腐蚀传感器测量未镀锌高强钢丝的腐蚀速率,获得了温度、湿度与腐蚀速率的关系和耦合效应.试验结果表明:可将环境湿度70%、温度10℃以下区域归为钢丝弱腐蚀区;湿度75%以下、温度20~50℃区域归为钢丝低腐蚀区;湿度75%以上、温度10~50℃区域归为钢丝强腐蚀区.      

基于临界域法的桥梁钢丝腐蚀疲劳寿命

为评估桥梁钢丝服役期间的腐蚀疲劳性能,采用临界域法,根据钢丝腐蚀坑局部应力梯度求解临界距离.采用精细有限元法,建立了钢丝腐蚀疲劳寿命预测模型;通过圆形、三角形和含切口的三角形3种形状腐蚀坑钢丝的疲劳试验,获得了它们的疲劳寿命,并与疲劳寿命的预测结果进行比较.研究结果表明:轴向应力分布决定钢丝的疲劳强度;临界距离随应力集中效应增强而减小;腐蚀钢丝的剩余寿命可根据应力集中系数评估,应力集中系数大于3的腐蚀钢丝应考虑更换.      

重庆地维长江大桥主塔斜拉索方案比选

结合工程实际,对斜拉桥的钢绞线及钢丝斜拉索的施工流程和工艺进行了介绍和对比。由于钢丝索具有弹模、疲劳强度较高,比较容易按照设计改变截面大小的优点,该工程最终采用了平行纲丝索做为主塔斜拉索,实践证明,钢丝索的选用较为合理,桥梁结构变形满足要求。     

拉索高强镀锌平行钢丝摩擦系数的进一步确定

准确识别斜拉索内平行钢丝间的摩擦系数值是确定拉索局部弯曲应力大小的必要的前提条件。为了进一步精确测定斜拉索高强镀锌平行钢丝摩擦系数值,利用自行设计的装置在所需加力范围内对钢丝施加正压力,所施加的正压力可以达到实桥中拉索工作时所受的正压力值的大小,在加力范围内,测定出一系列钢丝间的摩擦系数值。试验结果表明:随着正压压力的增大,斜拉索内高强镀锌平行钢丝的摩擦系数明显降低;但当压力增大到较大值时摩擦系数的降幅明显减缓。     

南京长江第四大桥主缆架设关键技术

南京长江第四大桥为主跨1418m的双塔3跨悬索桥,其主缆采用新型锚固钢板式锚固系统。主缆索股采用预制平行索股（PPws）法架设,除设置通长索股外,在南北边跨各增设若干背索。文章系统介绍了南京四桥主缆索股架设关键技术,可供后续类似工程参考。     

斜拉索内平行钢丝间摩擦系数的确定

准确识别斜拉索内平行钢丝间的摩擦系数值是确定拉索局部弯曲应力大小的必要条件之一.在摩擦理论的基础上,考虑外荷载、金属表面膜、工况等影响摩擦系数大小的因素,提出了试验室测定和进一步修正镀锌高强钢丝间摩擦系数的方法,为进一步分析斜拉索内钢丝间联合工作情况提供了较为可靠的试验依据.     

角笼坝悬索桥主缆病害分析及其预防

主缆是悬索桥的关键受力部位,直接关系到悬索桥的使用寿命及安全,而在施工中又很容易产生一些主缆质量病害。国道214角笼坝大桥主缆施工中对主缆病害进行了详细的分析,并在施工中加以预防及处理,取得了很好的效果,可供类似工程借鉴。