运营期桥梁斜拉索的技术状况检测.pdf

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1、世界桥梁２０１７年第４５卷第４期（总第１８８期）７９运营期桥梁斜拉索的技术状况检测１，２１，２１，２１，２李鸥，侍刚，王波，赵承新（１．中铁大桥科学研究院有限公司，湖北武汉４３００３４；２．桥梁结构健康与安全国家重点实验室，湖北武汉４３００３４）摘要：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镀锌高强钢矱丝，抗拉强度标准值１６００MPa。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

2、，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。关键词：斜拉桥；运营期；斜拉索；PE护套；钢丝；锈蚀；桥梁检测中图分类号：U４４８．２７；U４４６．３文献标志码：A文章编号：１６７１－７７６７（２０１７）０４－００７９－０５1概述体系，且位于高空，已有的检

3、测手段不易对内部钢丝某桥为主跨２３２m独塔双索面预应力混凝土腐蚀情况进行便捷、快速的检查。目前国内对斜拉斜拉桥（见图１），于１９９８年建成通车。混凝土桥塔索钢丝锈蚀和断丝的机器人无损检测技术应用于实承台顶面以上塔高１１３．５m。双向４车道（１５m）＋际工程的科研技术文献和报道也较少。两侧人行道（各１．７５m），活载等级为汽车－超２０针对上述问题，为了掌握该桥斜拉索构件当前级。主梁为预应力混凝土箱形梁，主跨开口箱形断的耐久性技术状况，对索体、锚固系统、内外置减振面，边跨闭合箱形断面和实体梁段。器、下索导管等斜拉索相关构件进行检测，并结合索力和线形测量结果对其

4、受力安全进行评估，对斜拉索相关组成构件进行较为全面详细的检测，重点对拉索内部钢丝锈蚀率和断丝率的机器人无损检测技术进行了实践应用，对钢丝的锈蚀率进行了量化检测，据此评估拉索存在的耐久性病害和受力安全，为拉索后期养护维修提供准确的决策依据。2斜拉索外观病害状况图1某独塔斜拉桥立面布置2．1PE护套该桥斜拉索呈扇形布置，采用７mm镀锌高强矱2．1．1PE护套病害统计钢丝，抗拉强度标准值１６００MPa，采用冷铸镦头锚在拆除PVF缠包带后，对该桥１０４根斜拉索的锚固，塔端为张拉端，梁端为锚固端。斜拉索索体防护共分４层：镀锌钢丝束扭绞后涂防锈涂料，２层玻PE护套外观

5、状况进行检查。根据实桥检查结果，全璃丝带＋２层涤纶布绕包带，热挤PE护套，PVF外桥有８２根（占总数的７８．８％）斜拉索的PE护套存缠包带防护。斜拉索两端均设置内置橡胶减震装置。在不同程度的病害，典型病害类型有：表面损伤、环在运营阶段斜拉索处于高应力状态，且承受活向断裂、环向开裂、纵向开裂（见图２）等。载等疲劳荷载长期作用，其防护体系和耐久性对外全桥有４３根（占总数的４１．３％）斜拉索的PE［１‐３］界侵蚀比较敏感。斜拉索均采用PE护套防护护套存在开裂或环向断裂的严重病害，环向断裂的收稿日期：２０１７－０３－２２作者简介：李鸥（１９７９－），男，高级工程师

6、，２００３年毕业于武汉水利电力大学水利水电专业，工学学士，２００６年毕业于武汉理工大学桥梁与隧道工程专业，工学硕士（E‐mail：liou０８＠１６３．com）。８０世界桥梁２０１７，４５（４）图2斜拉索PE护套典型病害最大宽度达５．０cm。存在PE护套开裂或断裂的斜发现PE护套开裂，其中上游边跨２５号斜拉索PE拉索数量统计结果如表１所示。护套有１处环向开裂。表1存在PE护套开裂或断裂的斜拉索数量统计结果2．1．2PE护套病害原因分析单根斜拉索PE护套对应的斜拉索占斜拉索总数（１）材料自然老化。单根斜拉索的PE护套开开裂总数／处数量／根的比例／％裂破损较多

7、，且分布均匀，说明其材料性能已严重老７７１１．０化。该桥已经运营将近１９年，在高空长期经受日６０１１．０光、雨淋、风吹等自然条件下，斜拉索PE护套逐渐２０～３９３２．９老化、韧性降低。目前我国早期建设的大部分桥梁１０～１９４３．８［１］的缆索系统使用寿命在２０年以下。１～９３４３２．７０６１５８．７（２）环境荷载作用。高应力状态的PE护套反复热胀冷缩，出现老化细微裂纹，在车辆荷载、环境由表１可知：①PE护套开裂或断裂在１０处以温度、风雨振动等荷载的长期作用下，PE护套沿索上的斜拉索有９根，占斜拉索总数的８．７％。其中：长方向伸缩变形约束不均匀，导致老化裂纹

8、或初始下游边跨９号索的PE开裂多达７７处，包括５３处缺陷裂纹逐步扩