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在役老悬索桥主缆的查看与评价状况介绍
2018-05-21 
   前语

   这座悬索桥总长914.4米,主跨455.7米,边跨228.6米,共2根主缆,每根主缆由6080根镀锌钢丝组成。紧缆后主缆的直径为425mm,主缆长度约为1000米。主缆的架起开始于1929年12月2日,架起工期近3个半月,在索夹装置之前,清洁主缆外表,并涂装红铅底漆。索夹装置后,其接缝选用含红铅的填充资料进行密封。一切钢结构完结后,两个索夹之间的主缆外表用红铅腻子填缝,并选用镀锌软钢丝进行环绕,环绕后主缆全体选用三层铅及油性涂料进行涂装。

   二、查看及评价进程介绍

    该悬索桥1930年建成,1969年进行第一次开缆查看。到了2003年停止,悉数查看可分为4个阶段:第一次开缆查看、小范围的详细开缆查看、大范围的深化查看、采纳防腐办法后查看。

   (一)开始开缆查看(1969年到1986年)

   鉴于以上状况,决定在主跨跨中方位一侧主缆,翻开2米长度范围内的环绕钢丝,翻开环绕钢丝后先查看主缆外表状况,选取了主缆上面、下面及两个旁边面4个均布于主缆圆周的点,,打入木楔子以楔开主缆进行内部的深度查看,木楔子的楔入深度为50mm到75mm。成果显现,4个方位都存在白锈,其间3个方位存在棕色锈蚀,可是内部没有发现断丝的状况,查看发现,锈蚀首要会集在圆周的2点钟方向和9点钟方向,此方位锈蚀最严峻的钢丝现已彻底发黑。查看中也发现主缆外外表的红铅涂层现已干裂、脆化,很简单脱离钢丝外表。

   在完结以上查看后,对该阶段主缆进行从头环绕,但在环绕进程中,在缆圆周4点钟方向的一根外层主缆钢丝发作开裂。经过进一步查看钢丝断口,发现断口钢丝截面的50%呈现黑色锈蚀,另一半50%的截面洁净,而且呈脆断状况,钢丝的黑色锈蚀的外外表向主缆截面的中心。为了进一步把握此处钢丝的状况,沿着主缆圆周方向的其他5个方位各取了1.7米长度的钢丝,在实验室进一步的调查剖析。在以上查看中发现在主缆环绕钢丝今后的涂层上有沿着圆周方向的开裂。

   (二)小范围的详细开缆查看(1987年-1989年)

   1987年到1989年查看首要选取了5个无索夹区的方位,选取不等的长度(长度均不小于2米)进行去除环绕钢丝后的主缆查看。查看办法与前面相同,但楔子的楔入深度添加到为60~150mm。别的,选取了2个索夹区的方位,拆掉吊索和索夹,进行主缆状况的查看。本次查看成果标明,最严峻的钢丝腐蚀和劣化发作在主缆圆周的下半部分。在该部位,许多内层钢丝也发现了锈蚀。在主缆的底部,内层钢丝锈蚀导致的直径丢失到达0.38mm,而能够测量到的主缆钢丝的均匀直径丢失为0.13mm,钢丝外表最大的凹坑深度到达0.76mm。钢丝的锈蚀既有镀锌外表的细小氧化,也有伴随着黑色锈蚀物锈蚀凹坑,锈蚀凹坑导致了主缆钢丝的有用截面的丢失。在主缆内部和外表都有钢丝断丝现象,但断丝均发作在主缆木楔楔入或许从头环绕钢丝的作业进程。经过对钢丝断口的研讨,发现断口均有应力腐蚀的特征,

   此次锈蚀的方位特征也同第一次翻开发现的锈蚀相同,首要会集在主缆的下半部分的钢丝的上半个外表。阐明在主缆的下半部分,钢丝之间停留了很多的湿气和水分。从主缆上拿下的开裂钢丝的断口安排剖析标明,开裂失效首要为应力腐蚀开裂。经过对锈蚀样品的剖析,发现存在很多的硝酸盐,硝酸盐可能会加重主缆钢丝的锈蚀,因而,对主缆涂装资料的选型中需求留意硝酸盐的含量。

   (三)安全系数的评价、防腐办法运用以及后期的查看(1998年到2004年)

   这次评价选用比较比较保存的核算评价法,详细如下:(1)依据现场查看成果,以主缆内部钢丝开裂最严峻的节段模型查看出的开裂钢丝占主缆截面上悉数钢丝的份额核算作为全桥主缆钢丝的削减数。依照以上办法核算,本桥主缆钢丝的理论削减数为222根钢丝;(2)假定222根钢丝在3个主缆节段模型中的不同方位失效,需求再削减444根钢丝;(3)主缆底部圆周最外三层钢丝尽管没有悉数开裂,但鉴于其严峻的锈蚀状况, 被以为现已悉数失效,不再承当荷载,需求去除414根钢丝;(4)去除开裂钢丝和主缆底部严峻锈蚀的,假定剩下钢丝的最大抗拉强度也从1480MPa降到1311MPa,强度丢失了11%。依据以上预估,该项目主缆的安全系数为3.0,比本来的安全系数降低了22%,开始以为该桥主缆在短期内是没有风险的。但对主缆采纳了以下修正办法:(1)运用木楔子翻开主缆,在主缆里边尽可能多地注入了油性防腐资料;(2)在主缆外外表选用红铅涂料涂装。

   采纳以上修正办法后,今后每隔5年对主缆进行翻开查看,以验证采纳的防腐办法是否有用。1998年7月,该项目选取10个前次查看方位邻近的主缆节段,再次翻开查看,查看成果如下:(1)索夹之间的主缆没有发作进一步的锈蚀,状况较好;(2)主缆歪斜较大的节段主缆钢丝处于较好的状况; (3)在红铅涂层现已干裂,部分脱落;(4)此次没有在主缆的下半部分发现水分或许湿润的现象;(5)主缆上半部分比较枯燥;(6)从外表看,显着的腐蚀现已得到操控,可是因为翻开的主缆节段数量有限,不能得出肯定的绝论;(7)主缆钢丝的断丝率并没有显着的添加。到了2003年,选取11个主缆阶段进行撤除环绕钢丝后的查看,查看定论如下: (1)前次修正中采纳的避免水分渗入主缆的红铅涂料涂装的办法没有获得预期的作用,部分翻开的主缆中依然发现有停留的水份;(2)曾经运用红铅被发现脆化和干裂,因而拟选用曲折柔性较好的富锌漆来替代红铅;(3)参加的油性防腐剂首要会集在主缆的下半部分,发挥了预期的防腐成效。(4)腐蚀的速度现已减慢,但采纳红铅涂料的外表涂装的办法没有彻底阻挠水分进入主缆内部。在此次查看之后,再次参加了油性防腐资料,并对主缆外表进行涂装,以延展性和柔韧性较好的富锌漆来替代简单开裂的脆性的红铅涂料。

   三、结语

   最终,结合国内的悬索桥的状况,笔者以为关于主缆安全性的评价,需求结合每个888真人注册工程的原规划参数,进行详细剖析。我国现在的悬索桥主缆钢丝的直径相对较粗(一般在5.2mm到5.4mm之间),相同程度的锈蚀在钢丝整个有用面积中所占的份额较小,但我国主缆的规划的安全系数偏小,在主缆发作断丝和锈蚀后,主缆剩下的安全系数需求体系评价。

   参考文献:

   Evolution OfParallel Wire Cable Condition Assessment –A Case Study ,Barney T. Martin Jr.1
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