斜拉桥拉索病害检测及退化程度评估

《斜拉桥拉索病害检测及退化程度评估》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据斜拉桥拉索病害检测及退化程度评估冯俊杰汪浩摘要：斜拉桥经过多年运营后拉索系统出现各种缺陷，造成拉索系统受力状态的严重退化，影响斜拉桥正常使用。通过对某斜拉桥拉索病害检测进行比较、分析，并根据相关试验结果，采用强度折减的锈蚀评级标准对拉索退化程度进行分析和评估。关键词：斜拉桥：拉索系统：病害检测：锈蚀评级标准中图分类号：U441+4文献标识码：B文章编号：1008-0422(2007)02-0089—03收稿日期：2006—12—25作者简介：冯俊杰(1978_)，男(汉族)，河北秦皇岛人。1概况国内某预应力混凝土斜

2、拉桥，采用独塔单索面竖琴式布索，塔高160m，主跨430m，其中河跨230m，岸跨200m，塔梁墩固结。该桥拉索护套采用氯磺化聚乙烯橡胶，钢丝采用镀锌高强钢丝，锚头采用冷铸锚。由于该桥为我国早期建造的斜拉桥，其拉索防护体系还不完善，使得拉索钢丝在斜拉桥经过多年运营后产生了严重的腐蚀，特别是在斜拉桥承受各种荷载的情况下钢丝对应力腐蚀相当敏感，造成拉索承载能力过早地衰退，从而使该斜拉桥受力状态产生了严重退化。为了确保该斜拉桥的安全运营，必须对锈蚀所造成的拉索病害进行检测，并对检测结果进行评估。2拉索病害检测拉索病害通常分为两类

3、：a．拉索护套病窖，包括护套的开裂、凹坑、开裂等。如果这些病害不是穿透性的，对拉索钢丝影响不大；b．当护套病害严重，甚至露丝时，就会发生拉索钢丝病害，包括钢丝镀锌氧化、钢丝锈蚀、钢丝锈断等。针对上述两种病害，可以把拉索病害检测分为表观检测、深入检测两种。2．1拉索病害表观检测由于钢丝位于拉索护套严密包裹中，因此拉索表观检测仅能对拉索护套外表进行检测。其目的就是要找出拉索护套存在的各种病害，特别是拉索护套的破损处，因为它会造成拉索内部钢丝锈蚀，影响拉索承载能力。拉索表观检测的步骤如下：1．安装调试拉索检测车；2．乘检测车对拉

4、索进行检测，在发现拉索护套病害处，用油漆标记并进行拍照；3．记录拉索病害的位置和类型，并对病害尺寸进行测量；通过表观检测，发现该桥斜拉索存在以下病害：1．拉索护套橡胶表面存在刮痕(如图1)；2．拉索护套橡胶出现凹坑，有的凹坑边缘存在破损C见图2)；图1刮痕图2凹坑89万方数据3．拉索护套翘皮(见图3)；4．拉索护套橡胶开裂，开裂包括纵向开裂、横向开裂况图4、图5)；5．拉索护套开裂处渗水况图6)。通过分析可知，拉索护套病害产生的原因有以下几类：1．该桥为早期建造斜拉桥，采用氯磺化橡胶工艺属首次尝试，难免有不周之处；2．施工

5、操作不规范，如拖拉斜拉索等，造成护套表层刮痕乃至破损；3．检测车设计不合理，在拉索检修过程中，对拉索护套也会造成损伤；4．在紫外线与酸雨作用下，护套橡胶加速老化；5．拉索护套受到风雨激振、荷载、温度等的联合作用，在老化或缺陷处加速劣化过程；6．护套内进水后，钢丝锈蚀，铁锈体积膨胀，索套与钢丝脱离，形成空鼓。2．2拉索病害深入检测国内外研究资料表明，拉索钢丝对锈蚀非常敏感，锈蚀是拉索寿命降低的主要原因，德国汉堡的KohIbrandEstrUary桥，委内瑞拉的Maraca．bo桥，国内的海印桥、新五桥、三台涪江桥均出现过拉索

6、严重锈蚀事故。因此，在拉索表观检查得到的拉索护套缺损90图3／图4／图5图3翘皮图4横向开裂图5纵向开裂图6护套孔洞渗水状况的基础上，挑选护套破损处，作为拉索钢丝锈蚀可疑位置进行深入检测。拉索病害深入检测步骤如下：1．到达预定的剖索位置；2．剖开破损处的拉索护套，剖开的角度、宽度和长度以能够暴露出破损范围内锈蚀程度最危险的截面为准；3．对剖开位置的锈蚀钢丝进行拍照；4．用小锤轻轻敲击钢丝锈迹，用钢丝刷清除钢丝表面碎屑，最后用棉纱清除锤击后暴露出来的锈蚀钢丝表面粉尘；5．根据敲击前后锈蚀钢丝的表面状态，图7钢丝锈蚀分级图再对

7、照锈蚀评级标准在预先绘制的拉索截面图上标记拉索外圈钢丝锈蚀程度分布。2．3检测结果小结通过对该斜拉桥拉索系统的检测可以发现：1．该桥斜拉索为工地制索，由于制作工艺的不完善，其橡胶护套与钢丝间出现空隙，这为拉索存水提供了空间；2．该桥斜拉索的锈蚀状况较为严重，不但存在严重的截面削弱，而且存在多根钢丝锈断的情况；3．在所有拉索中，长索出现病害的概率较大，锈蚀等级也较高。这是由于长索的振万方数据表1锈蚀程度分级表表2强度折减表IVVVlV¨VⅢO1020305075100截面削弱(％)计算模式一计算模式二O．00．O3．7O．6

8、1．82．54．51．O4．78．OO．0O．O0．31．21．53．0O．750．0动频率比短索低，更容易发生各种类型的振动，振动过程中，破损位置将加速破坏，同时也使索内残留的积水流向更封闭的部位，使锈蚀更加严重；4．发生严重锈蚀的拉索通常会存在一系列的严重锈蚀截面，甚至发生通长的锈蚀：3拉索退化程度