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1、奥尔顿克拉克大桥斜拉索的疲劳强度龚志刚党志杰奥尔顿克拉克大桥斜拉索的疲劳强度编译龚志刚党志杰大桥局桥科院摘要介绍了伊利诺斯州克拉克密西西比河大桥斜拉索的疲劳强度试验。该桥是一座主跨为的结合梁斜拉桥,共有根斜拉索用于支承宽的上部结构,其中有根斜拉索直接挂放在两座桥塔的塔顶鞍座上。斜拉索的疲劳强度试验包括过去在同类构件上尚未进行过的轴向疲劳、轴向及挠曲组合疲劳试验两项。关键词美国针拉桥塔顶鞍座料拉索轴向疲劳轴向及挠曲组合疲劳试验己涂,吉‘层钢绞线制成斜拉索不过本文只涉及克拉克大桥的二斜拉索体系,及为验证该体系合格而进行的试验。克拉克斜拉桥,于年月建成通车用于取代伊利诺斯州奥尔顿
2、处一座跨越密西西比河、承担美斜拉索体系国号公路交通的多跨析梁桥。新建斜拉桥的通航主跨克拉克大桥的斜拉索由股平行布置的钢绞,两边跨各为。为共有根斜拉索用于。,线组成斜拉索共采用了种拉索体系其中每种体系的支,承宽的上部结构其中有根索挂放在两座、。最多钢绞线股数可为及股每根斜拉索除塔顶桥塔塔顶上。桥面板由厚的预制混凝土板组,鞍座上的部分外包钢套管外其余整个长度外包聚乙烯,混凝土板与其支承钢框架梁共同工作。图所示为克成套管。每根斜拉索的两端锚固在桥面处的钢边梁。拉克大桥的横截面图及其某些特征。,上除了采用特德拉缠包带防护管外斜,高程拉索还配置了层钢绞线长期防护系统即包覆钢绞线,了厂
3、·尸尸尸。乌、、一八卜比乙的外层套管、施工后期往套管内钢绞线四周空隙里灌注寸厂﹄日一三犷︸的水泥浆及往钢绞线上直接涂覆的环氧树脂涂层。环氧,涂层是钢绞线束的额外防护层它在施工过程中及斜拉索灌浆前特别有用。斜拉索在桥址附近现场组装。将钢绞线展开成束然后穿入套管。斜拉索体系由迪维达格国际预应力公司设计及供货。斜拉索构件高程,斜拉索采用符合要求公称直径为的丝、低松弛、级环氧涂层一钢绞线。在灌浆作业前,主要为了改善锚具锚筒内的涂层钢,绞线的握裹性能及提高鞍座上钢绞线的摩阻力对环高程氧涂层作了磨砂浸渍处理。根据现行的及克拉克大桥项,高程目的特殊规定对钢绞线的环氧涂层作了连续性、涂覆不
4、均匀性、与钢绞线的粘附力、抗剪切、抗冲击、抗磨耗及抗盐雾等性能的试验。图横截面图,、钢绞线性能根据克拉克大桥项目要求及后张拉学目前在伊利诺斯州与相邻的衣阿华密苏里州之会的现行建议确定。,、,钢绞线的验收试验为从每一间在伯灵顿昆西及奥尔顿处有座已建成的跨越密,。,炉钢绞线的每中至少取一个样品进行疲劳试验西西比河的斜拉桥这些大桥均采用小的环氧疲劳试验按应力幅及频率进行万次应国外桥梁年第期。,。。,力循环疲劳加载循环结束后将试件进行静力拉伸所随后的再试验未能达到验收标准因此为了验证克拉,,有的试件满足本项目的钢绞线保证极限抗拉强度克大桥斜拉索体系的合格不是只进行了次而是进行的要求
5、。了次拉索试验,试验概况列于表,其后是对试验过程,。斜拉索用的锚固体系为配有细长锚筒的楔型锚图的简短讨论。,表斜拉索疲劳试验所示为该锚固体系的各组成部件灌浆后钢锚筒与钢一览,。,绞线共同工作并分担传递部分的活载拉力因此锚具试验编号线盘应力幅断丝总疲劳断静力拉伸钢丝数目编号根数裂数目的楔块通常不承担出现在斜拉索自由长度中的全部活载疲劳应力幅。锚杯套管环形螺母轴向未要求挠曲匕只件式车块。,试验在的时停止图锚固体系及套管,车由向疲劳试验套管及锚筒内钢绞线之间及四周的空隙规定采用。,了不收缩水泥浆灌注斜拉索下部包括锚筒内·号试验拉索的第段的水泥浆,由最大水灰比为的型波特,,、。、年
6、月组装了根长的斜拉索试件该兰水泥砂及水配制而成斜拉索上部采用同样的但不。拉索由股小的环氧涂层钢绞线及与成批生含砂的水泥浆水泥浆规定的天立方体试件的最低抗。。产的斜拉索相同的构件组成拉索试件竖直安装在伊利压强度为诺斯,州斯科基的结构工艺试验室的试验设备上,先将试件张拉至灌浆力然后以的压力灌斜拉索试验。,浆对已灌浆的试件进行了夭养护后使之承受。万,过去对斜拉索试件通常进行的唯一的验证合格的次轴向拉力循环轴向拉力幅为的。,,。试验是疲劳强度和轴向拉力然而活载引起的桥面系频率为,,,转动及竖直位移桥塔上斜拉索的几何变化会使拉索在疲劳试验期间设在试件的楔块顶上的震动传感中产生二次挠曲
7、应力。这种应力在沿斜拉索各过渡点处器记录了次可能断丝的震荡。进行过疲劳试验的斜拉,,变得更为显著在过渡点处拉索的刚度可能因材料或几索试件的静拉力仅达到的远未到。,。。何的变化而随之不同因此对斜拉索疲劳强度的任何的的目标值本次试验显然没能达到验收标准,,,真实的模拟不仅应包括主轴向拉力而且还要计入二次剖开试件发现共有根断丝所有断丝均发生在。。,挠曲效应锥形粘接锚筒的外侧在所有断丝中有根被认定为克拉克大桥的特殊规定要求对其斜拉索体系进行与疲劳有关。图所示为沿试件长度的断丝分布及斜拉挠曲疲劳及两轴疲劳强度试验。挠曲疲劳试
