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。     

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。     

斜拉桥斜拉索体系病害分析与处理方案

为了延长斜拉索的使用寿命,确保桥梁的安全运营,对海U世纪大桥斜拉索体系进行了检测和养护维修.海口世纪大桥主桥为(147+340+147)m双塔双索面预应力混凝土边主梁斜拉桥,该桥斜拉索上、下锚头锈蚀,PE护套环向裂纹、表面破损.经分析锚头锈蚀主要是由预埋钢管护套、防护罩和不锈钢套管之间的密封胶防水功能失效所致;PE护套环向裂纹和表面破损主要由材料抗老化性能不足、热挤工艺缺陷及施工过程中防护不足,施工工艺缺陷等所致.针对该桥斜拉索病害,采用控制锚具及拉索套管内进水、对既有钢结构加强防护及水流疏导等处理措施,取得了预期的效果.     

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。     

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.     

斜拉索表观检测机器人的开发

斜拉索的受力性能与耐久性直接关系到斜拉桥的结构安全。由于长期暴露在各种环境因素中,斜拉索极易出现表面开裂,内部钢丝锈蚀等病害。因此,定期对其进行检测显得尤为重要。现依据象山港大桥和清水浦大桥,针对斜拉索出现的典型病害特征与检测要求,开发了一种斜拉索表观检测机器人。该机器人具备了小型化、快速自爬行、高质量图像采集、缺陷自动化识别等优点。     

爆炸作用下钢绞线斜拉索破坏模式和剩余承载性能试验

为研究爆炸荷载作用下斜拉桥钢绞线斜拉索的破坏模式和剩余承载性能,开展了8根15.7-7钢绞线斜拉索试件的野外爆炸试验以及爆炸损伤钢绞线的静力轴向拉伸试验,得到了钢绞线斜拉索在接触爆炸及近距离爆炸作用下的破坏形态和损伤钢绞线的剩余承载力;并根据断丝数量和承载力损失定量比较了高密度聚乙烯护套(HDPE)、单层钢管护套(SST)、双层钢管护套(DST)以及泡沫铝夹层钢管护套(FAFST)4种不同防护措施的抗爆防护效果。研究结果表明：在接触/近距离爆炸作用下,钢绞线斜拉索的损伤破坏主要表现为正对爆炸作用区域部分钢丝断裂和局部横向变形;采用FAFST防护可以有效地改善钢绞线斜拉索的破坏程度,HDPE防护效果有限;相较于无防护的祼索,SST与DST防护反而加剧了斜拉索试件的损伤程度;爆炸损伤钢绞线的剩余承载力与剩余钢丝数量成正比。基于试验结果和回归分析方法,提出了爆炸损伤钢绞线斜拉索剩余承载力评估的实用公式,可以在爆炸灾害后根据钢绞线断丝破坏情况,快速评估斜拉索的剩余承载能力。     

HDPE防水罩与斜拉索结合技术研究

斜拉索由于长期处于振动状态,在梁端预埋管管口处的防水罩容易失效,引起斜拉索钢丝和锚具锈蚀。为解决这一问题,对防水罩与斜拉索外护套层紧密结合方式进行研究,开发出一种电熔焊接方式的新型结合技术,能有效预防斜拉索预埋管口处的进水。     

大吨位钢绞线斜拉索索力测定的新方法

大吨位钢绞线斜拉索一般采用等张力法进行张拉施工,现有测试方法对于钢绞线斜拉索的索力测定均存在一定弊端,其适用性存疑。文中介绍一种基于线性回归理论的钢绞线斜拉索索力测定方法,通过对张拉数据进行分析可直接得出钢绞线斜拉索索力,既可较好地反映整束钢绞线斜拉索的整索索力状态,同时也能直观反映整束斜拉索中的各根钢绞线拉力是否均匀。文中着重对其基本原理及具体实施步骤进行介绍。     

大跨径斜拉桥拉索破损断裂性能的研究

从线弹性断裂力学理论出发,对雅砻江桐子林斜拉桥拉索的病害、索力及破损安全进行了初步分析。通过现场试验得到平行钢丝拉索的恒载索力,全桥39%拉索索力超过设计索力5%,13%拉索索力超过设计索力10%,2-1号拉索索力超设计索力16.5%。采用含半椭圆表面裂纹的圆杆受远场均匀拉伸应力作用裂纹模型,对钢丝的断裂安全评估表明,裂纹应力强度因子KI最大值小于材料断裂韧度KIC,钢丝中的裂纹不会在静态下失稳扩展。PE护套防护作用失效是造成索内钢丝锈蚀的直接原因,钢丝锈蚀是造成拉索断裂的重要原因。     

断索对双钢拱塔斜拉桥力学性能的影响

为了研究拉索断裂对双钢拱塔斜拉桥力学性能的影响,采用有限元软件MIDAS/Civil建立了西安市某大桥的三维仿真模型,首先将该模型的各参数与设计值及规范进行对比以验证模型的合理性,然后分析了不同位置、不同数量的拉索断裂后,主梁线形、拉索索力、主梁及索塔应力的变化规律。结果表明:正常运营条件下,斜拉索断裂对主梁线形的影响大于水平索,中间索断裂对跨主梁线形的影响大于外侧索和内侧索,拉索对两系梁之间主梁段线形的影响基本可以忽略;任意拉索的断裂会引起其附近拉索索力增加,外侧斜拉索断裂会导致与其相邻水平索的索力以及另一跨斜拉索索力明显降低,但内侧斜拉索的断裂对与其相邻的水平索和另一跨斜拉索索力的降低不太明显,水平索断裂会引起与其相邻的两根斜拉索索力下降,且下降量值基本相同;双索断裂后主梁挠度和索力变化均近似符合叠加原理,双索断裂后,主梁位移最大增加50.2%,但仍满足1/500挠跨比的要求,纵向对称断索较横向对称断索和原点对称断索危险;少量拉索断裂不会引起结构达到极限承载能力,当两根危险索同时断裂,断索后剩余拉索索力最大为836 MPa,安全系数仍然达到2.2;断索对剩余拉索承载力的影响要高于对主梁和索塔的影响。     

三达地怒江大桥换索工程实例分析

对使用多年的三达地怒江大桥进行专项检查,发现斜拉索PE防护套老化严重,PE表面有深度裂纹、渗水现象;随机剥离斜拉索PE护套,发现高强钢丝锈蚀严重、部分钢丝截面已削弱;检查中还发现下锚头钢护筒内长期积水,造成锚头锈蚀严重;桥梁的现状已严重影响大桥的安全运营。针对斜拉桥存在的问题,进行云南省的首例换索施工。该文主要介绍三达地怒江大桥换索设计原则、主要施工工序和监控措施,以供同类工程参考。     

基于频率法的斜拉索索力测试影响因素分析

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一,其索力的大小直接影响桥梁结构的内力和变形状态。频率法是运营期间的桥梁索力测试的常用方法。本文以某斜拉桥为例,通过MIDAS CIVIL建立全桥有限元模型,确定合理成桥状态,结合ANSYS斜拉索减震装置仿真分析,采用频率法对其斜拉索索力进行测试,综合考虑频率法精度的各影响因素,对索力进行安全判定。结果表明:利用未知荷载系数功能优化后的索力可靠性较高;随着减震器等效刚度的不断增大,计算索长选取方式对索力误差存在影响;考虑减震器为刚性支撑,其计算的索力更能接近真实索力;该桥实测索力整体与原成桥索力差别不大,斜拉索索力整体处于安全可控的范围内。     

某矮塔斜拉桥斜拉索专项检查与处理措施

本文对某斜拉桥拉索防水防腐方面的病害进行了有效检测,对病害原因进行正确分析,采取了有效维修养护措施,实践效果良好,将为斜拉索长期可靠运营提供充分条件。斜拉索维修处理时采用了目前比较先进的热缩带和PE焊接工艺,提高了斜拉索耐久性。     

斜拉桥索力参数识别与测试评价

桥梁运营健康监测系统中个别斜拉索索力超出设计理论值,本文重新复算了索长、索密度等参数,并对桥梁部分斜拉索进行索力测试,进一步明确斜拉索实际受力状况,为下一步维修处置提供依据,并可为同类型斜拉桥索力测试参数取值提供借鉴。     

基于数据驱动的斜拉索异常振动分析及预警

视频监控表明,某斜拉桥的斜拉索在2016年2月1日发生肉眼可见的异常振动。为了解异常振动发生期间,桥梁风环境及结构振动响应变化,对斜拉索异常振动期间的斜拉索、桥面和桥塔加速度、风环境进行了分析,计算获得了斜拉索振动加速度均方根、振动位移及均方根、斜拉索索力、桥梁结构模态参数,并分析了斜拉索振动与风环境的相关关系。分析结果表明,桥梁结构仍处于安全状态,并依据斜拉索振动监测数据,建议了斜拉索振动的监测预警阈值。     

美国黑尔·博格斯桥评估、修复计划及斜拉索更换设计

黑尔·博格斯桥于1983年10月5日通车。桥上一些斜拉索的PE保护套在斜拉索安装之前、安装期间及大桥通车之后均有损坏,自2002年以来为改善黑尔·博格斯桥的状况进行了斜拉索状态的评估及更换。为解决这些损伤并保证桥梁结构的完整性,对5个更换斜拉索的方案进行全寿命周期成本分析,最后采用更换全桥斜拉索方案。设计更换的斜拉索设计寿命为75年,重点对斜拉索锚固位置的几何限制,防腐、振动控制进行设计。由于该桥是一个重要的区域连接工具,且构成一个飓风疏散路线,因此在换索施工期间的交通维护也是设计重点。     

滨州黄河公路大桥斜拉索安装工艺探究

滨州黄河公路大桥主桥为6跨连续PC箱梁三塔双索面斜拉桥,斜拉索为直径7mm的镀锌高强低松弛钢丝。斜拉索安装分为放索、安装、牵引、张拉4道工序。为保护斜拉索PE保护层,斜拉索吊装时采用尼龙绳,运输采用自制的运索平车,运索平车设有导向转盘,放缩盘增设刹车装置。在塔上安装大吨位的斜拉索时首次采用两道索夹牵引的方法,减小了导链引索的引力,有效避免了斜拉索的滑脱。斜拉索张拉分3次进行,第1次张拉时为避免引索时刮伤保护层,针对挂篮悬浇端和支架现浇端的特点,分别设计制作了挂篮端引索支撑架和现浇端引索支撑架。斜拉索安装工艺改进后,有效地保护了斜拉索PE层,提高了工作效率和安全性。     

在役斜拉桥索力测试研究

该文以某在役斜拉桥为对象,通过对该斜拉索索力测试结果和理论计算结果的对比分析,推定该桥多年运营后斜拉索中留存的索力情况,判定是否要对该桥的斜拉索进行索力调整,以确保桥梁运营安全。     

斜拉桥旧索试验检测及残余寿命评估

以某斜拉桥拆除的病害斜拉索作为研究对象,系统开展了斜拉索外观检测和材料的力学性能试验;根据斜拉索试验结果,分析了斜拉索病害原因并评估了斜拉索的残余寿命,为斜拉索后期养护提供维护建议。