关于拱桥吊杆检测若干问题的研究
2015-12-02周庠天陆绍辉李居泽柳州欧维姆结构检测技术有限公司广西柳州545006
■周庠天,陆绍辉,李居泽 ■柳州欧维姆结构检测技术有限公司,广西 柳州 545006
吊杆是拱桥最关键的受力构件之一,其耐久性、可靠性、适应性关系到桥梁结构的安全和正常使用。吊杆应该有良好的锚固性能、抗疲劳性能、耐腐蚀性能和简便的安装方式,同时又要便于后期监测维护,这些是桥梁安全性、耐久性的前提和基础,而全生命周期中科学的管理和养护更是安全性、耐久性的决定性因素,需要引起重视并认真对待。
2001 年11 月,宜宾南门大桥4 对8 根钢缆吊杆断裂,发生吊杆及桥面断裂事故。
2011 年7 月,福建武夷山公馆大桥的北端突然发生垮塌事故,多根吊杆断裂。
国内、外多起拱桥事故中都涉及到了吊杆,已经引起了专家学者对吊杆安全性的重视,对其安全性和耐久性的检测和评估也逐步开展起来。
1 现行规范对吊杆规定
吊杆为拱桥的关键构件之一,规范对其的设计、养护和维修作出了详细的规定。
对于拱桥吊杆,《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)将吊杆规定为钢-混凝土组合拱桥的主要部件,将钢-混凝土组合拱桥上部结构的吊杆给予权重0.13,给予系杆(含锚具)权重0.13,并对吊杆评定指标和分级评定标准进行了详细的描述。
《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)对拱桥吊杆的养护和维修做了详细的规定。
《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTGT J21-2011)指出拉吊索索力测量可采用振动法,索力偏差率超过±10%时应分析原因。
《钢管混凝土拱桥技术规范》(GB 50923-2013)指出吊索与系杆索必须具有可检查、可更换的构造与措施,吊索与系杆索的经常检查可采用目测法,并对检查的内容做了详细的规定。
2 吊杆常见病害
桥梁在运营期内,会受到各种因素作用,同时桥梁自身材料的性能也会不断退化。吊杆常见病害首先是防水防腐问题,防水防腐主要与以下几个方面有关:(1)防水结构失效;(2)结构设计不合理导致排水系统不畅;(3)冷凝水的积累。由于防水防腐造成的病害主要有以下几种:吊杆内钢丝断丝锈蚀;保护罩内锈蚀;锚头断丝锈蚀;锚头防腐措施不到位,下端进水,锚头锈蚀;锚垫板锈蚀见。其次是PE 护套损伤,见图1,这主要是由于以下几个因素造成的:(1)使用环境:雨水、紫外线、有害气体;(2)PE 材料自身:环境应力开裂性能;(3)索的制作工艺;(4)施工中造成损伤;(5)火灾等。
3 检测存在问题
大规模的桥梁建设期已经过去,桥梁转向了检测、养护与加固,为了确保拱桥的安全性、耐久性以及交通命脉的畅通,拱桥的检测是必不可少的一个环节,但目前拱桥检测主要存在以下几个方面问题:(1)忽视缆索的检测与维护;(2)缺乏专业缆索知识理论和管养维护经验,不能系统性、有效性的检查与维护;(3)对于缆索体系,一般的管理部门或桥梁检测单位在专业人才、检测设备、相关经验存在局限性;(4)未能及时发现拉索中存在的病害,或未采取有效措施,阻断病害发展,确保健康与安全,导致断索垮桥事故发生;(5)管理单位对拉索病害的心理恐惧,为确保拉索的安全,在未达到使用寿命时就换索。
图1 吊杆PE 开裂
拱桥吊杆的具体检测实施过程中又存在以下四个方面问题:(1)高空作业,危险系数高,付出代价大;(2)隐蔽部位难以检查;(3)断丝及锈蚀的无损检测;(4)超载的频次、幅度和疲劳的评估。
4 吊杆检测发展方向
针对吊杆的主要病害和检测中存在的问题,未来拱桥吊杆的检测发展方向主要是向着专业化、智能化、无损检测发展,吊杆安全评估指标更加合理化和科学化,从设计、受力等方面对吊杆的构造予以改进,研制更为先进的检测仪器,对于大型拱桥可以建立健康监测系统,实时监控吊杆拱桥的安全性。
5 结论
拱桥做为一种重要的桥型,在我国的交通运输网中发挥着重要的作用,而防水防腐作为拱桥吊杆的一个重要问题,既是一个热点又是一个难点,通过对其病害和检测中存在的问题进行分析总结,深刻剖析其原理,才能确保拱桥吊杆的安全性与耐久性。
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