悬索桥主缆的检测与加固技术

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1、总第3期悬索桥主缆的检测与加固技术37悬索桥主缆的检测与加固技术编译刘海燕陈开利(中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司，湖北武汉430034)摘要：介绍悬索桥主缆主要的劣化、检测技术及法国气干燥系统。唐卡维尔悬索桥更换主缆实例。2．2鼓丝关键词：悬索桥；主缆；劣化；检测；更换；加固鼓丝就是振幅极小的丝股间的相对滑动，但由于反复进行，接触的构件相互摩擦，导致磨损或表面产生裂纹，进而影响构件的耐久性。1前言悬索桥主缆单根索股内的钢丝相对位移、邻接使用缆索的桥梁结构有悬索桥、斜拉桥、矮塔斜的索股间接触部位的相对位移及缆索和固定部位拉桥等

2、。随着缆索技术的进步，近年来这些桥梁也(缆索插口、散索鞍、索鞍、索箍等)问位移造成鼓丝。得到快速的发展。这些位移是由于活荷载、风荷载等引起的振动、应力悬索桥和斜拉桥上的缆索，由于长年使用和所的变化导致的。处环境的影响，发生腐蚀和钢丝破断等损伤。轻度损伤虽不会影响桥梁的使用性能，但若损伤进一步3检测技术扩大，发展至最坏的情况，可能会导致桥梁坍塌。目前日本正在开发缆索体系病害检测技术，并3．1索力测量逐渐在实桥上应用。下面将介绍悬索桥主缆主要的劣确认悬索桥主缆有害的劣化是非常重要的，测化、检测技术及法国唐卡维尔悬索桥更换主缆实例。量每根索

3、股的索力，通过与理论值进行比较，可判断结构整体的安全性。换言之，通过确认使用中索股索力的异常，判断结构上产生的变形(支点位移、滑2悬索桥主缆主要的劣化移、主塔的变形等)和主缆上产生的变形等。悬索桥主缆主要的劣化有：电气化学腐蚀导致测量索力一般采用振动法。振动法是已知主缆截面减小、鼓丝导致的磨损及表面裂纹，或这些劣化每单位长的质量、主缆的自由振动长，通过现场测量继续导致钢丝破断等。主缆的固有频率使用振动弦理论计算索力的方法。2．1腐蚀在实际的测量中，在主缆上安装加速度传感器(图主缆腐蚀是由于接触水和空气后形成腐蚀电极1)，通过外力强制摇

4、动缆索，根据确定的加速度通过导致的。悬索桥易腐蚀的部位有：主缆的锚固部位频率分析器(FFT)~J量固有频率。振动法测量索力附近、主缆缆体下侧、排水不通畅的部位(主缆的内示意见图2。部、索箍、压力环等)。腐蚀导致缆索截面减小，直接导致主缆强度降低，放任腐蚀的话，最坏的情况就是桥梁坍塌。因此，应该进行定期检测，准确评估健全性，根据需要进行维修加固。具体的防腐蚀措施有：在制索阶段进行适当的防腐处理，现场填充主缆问空隙和表面防腐蚀的涂装。本四联络线上的悬索桥实施了更为合理的防腐蚀措施，采用往主缆内送入干燥空气降低湿度的送图1加速度计设置情况收

5、稿日期：2009一lO13编译者简介：刘海燕(1974一)，女，翻译，1998年毕业于湖南大学日语系，文学学士。38桥梁检测与加固2009年第2期4．1唐卡维尔悬索桥概况．斜拉索强制加振唐卡维尔悬索桥(图4)位于法国诺曼底，是一加速度计座3跨连续钢桁加劲梁悬索桥，距法国塞纳河河口30km，1959年建成。跨径布置为(176+608+176)m，建成当时是欧洲最大跨径的悬索桥。主缆由60根索股组成，每根索股由169丝直径4．7mm的钢丝编成。1965年发现数根钢丝破断，分析破断原因图2索力测量(振动法)示意是索箍部位保护主缆缠绕的粗麻含

6、水导致主缆腐其他的测量方法如“3点滚筒法”、“EM传感蚀。采取去掉粗麻，涂装含锌量高的涂料，在索箍和器”等也在日本得到使用。主缆问插入锌板使腐蚀电流的影响变小等措施后，3．2腐蚀、破断的检测方法钢丝破断次数减少。悬索桥主缆表面产生的劣化现象可通过高空作业车和主缆检测车等近距离目测检查确认损伤部位。腐蚀或鼓丝导致的变形不仅发生在主缆表面，内部也存在。主缆内部水滞留等也会促进腐蚀。另外鼓丝导致的变形是由于相邻钢丝间的相对位移和邻接索股接触部位的相对位移产生的，检查索箍等接触主缆表面的部位，以确认主缆内部是否发生损伤。综上所述，为准确评估悬

7、索桥索股的健全度，要图4唐卡维尔悬索桥4．2监控确认安全寻求可确认主缆外部和内部是否发生损伤的检测1995年该桥1根索股突然破断。研究更换主方法。缆的同时，安装AE传感器(CASC)(图5)监测。通腐蚀的检测方法有电磁诱导法、全磁通量法等，过监测破断频率、破断部位确认安全性，研究在不中利用通过钢材截面的磁通量或电流的强度改变，确断交通的情况下更换主缆的措施。通过2年以上的认截面缺损量的方法。破断的检测通常采用磁化主监测，发现钢丝破断规律，破断频率低，没有加速破缆，测量缺损部位产生磁通量的变动和泄漏，以检测断的现象，确认该桥还不至于突然

8、坍塌钢丝破断。监控变形进展采用AE法。AE法为通过传感器和分析器检测钢丝破断产生沿主缆传递的冲击波的方法。AE法的概念如图3所示，CASC声波监控系统(以下简称CASC)就是AE法的一种。后面介绍的唐卡维尔悬索桥使用了该