■周庠天,陸紹輝,李居澤 ■柳州歐維姆結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)有限公司,廣西 柳州 545006
吊桿是拱橋最關(guān)鍵的受力構(gòu)件之一,其耐久性、可靠性、適應(yīng)性關(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)的安全和正常使用。吊桿應(yīng)該有良好的錨固性能、抗疲勞性能、耐腐蝕性能和簡便的安裝方式,同時又要便于后期監(jiān)測維護,這些是橋梁安全性、耐久性的前提和基礎(chǔ),而全生命周期中科學(xué)的管理和養(yǎng)護更是安全性、耐久性的決定性因素,需要引起重視并認真對待。
2001 年11 月,宜賓南門大橋4 對8 根鋼纜吊桿斷裂,發(fā)生吊桿及橋面斷裂事故。
2011 年7 月,福建武夷山公館大橋的北端突然發(fā)生垮塌事故,多根吊桿斷裂。
國內(nèi)、外多起拱橋事故中都涉及到了吊桿,已經(jīng)引起了專家學(xué)者對吊桿安全性的重視,對其安全性和耐久性的檢測和評估也逐步開展起來。
吊桿為拱橋的關(guān)鍵構(gòu)件之一,規(guī)范對其的設(shè)計、養(yǎng)護和維修作出了詳細的規(guī)定。
對于拱橋吊桿,《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)將吊桿規(guī)定為鋼-混凝土組合拱橋的主要部件,將鋼-混凝土組合拱橋上部結(jié)構(gòu)的吊桿給予權(quán)重0.13,給予系桿(含錨具)權(quán)重0.13,并對吊桿評定指標和分級評定標準進行了詳細的描述。
《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》(JTG H11-2004)對拱橋吊桿的養(yǎng)護和維修做了詳細的規(guī)定。
《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTGT J21-2011)指出拉吊索索力測量可采用振動法,索力偏差率超過±10%時應(yīng)分析原因。
《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》(GB 50923-2013)指出吊索與系桿索必須具有可檢查、可更換的構(gòu)造與措施,吊索與系桿索的經(jīng)常檢查可采用目測法,并對檢查的內(nèi)容做了詳細的規(guī)定。
橋梁在運營期內(nèi),會受到各種因素作用,同時橋梁自身材料的性能也會不斷退化。吊桿常見病害首先是防水防腐問題,防水防腐主要與以下幾個方面有關(guān):(1)防水結(jié)構(gòu)失效;(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理導(dǎo)致排水系統(tǒng)不暢;(3)冷凝水的積累。由于防水防腐造成的病害主要有以下幾種:吊桿內(nèi)鋼絲斷絲銹蝕;保護罩內(nèi)銹蝕;錨頭斷絲銹蝕;錨頭防腐措施不到位,下端進水,錨頭銹蝕;錨墊板銹蝕見。其次是PE 護套損傷,見圖1,這主要是由于以下幾個因素造成的:(1)使用環(huán)境:雨水、紫外線、有害氣體;(2)PE 材料自身:環(huán)境應(yīng)力開裂性能;(3)索的制作工藝;(4)施工中造成損傷;(5)火災(zāi)等。
大規(guī)模的橋梁建設(shè)期已經(jīng)過去,橋梁轉(zhuǎn)向了檢測、養(yǎng)護與加固,為了確保拱橋的安全性、耐久性以及交通命脈的暢通,拱橋的檢測是必不可少的一個環(huán)節(jié),但目前拱橋檢測主要存在以下幾個方面問題:(1)忽視纜索的檢測與維護;(2)缺乏專業(yè)纜索知識理論和管養(yǎng)維護經(jīng)驗,不能系統(tǒng)性、有效性的檢查與維護;(3)對于纜索體系,一般的管理部門或橋梁檢測單位在專業(yè)人才、檢測設(shè)備、相關(guān)經(jīng)驗存在局限性;(4)未能及時發(fā)現(xiàn)拉索中存在的病害,或未采取有效措施,阻斷病害發(fā)展,確保健康與安全,導(dǎo)致斷索垮橋事故發(fā)生;(5)管理單位對拉索病害的心理恐懼,為確保拉索的安全,在未達到使用壽命時就換索。
圖1 吊桿PE 開裂
拱橋吊桿的具體檢測實施過程中又存在以下四個方面問題:(1)高空作業(yè),危險系數(shù)高,付出代價大;(2)隱蔽部位難以檢查;(3)斷絲及銹蝕的無損檢測;(4)超載的頻次、幅度和疲勞的評估。
針對吊桿的主要病害和檢測中存在的問題,未來拱橋吊桿的檢測發(fā)展方向主要是向著專業(yè)化、智能化、無損檢測發(fā)展,吊桿安全評估指標更加合理化和科學(xué)化,從設(shè)計、受力等方面對吊桿的構(gòu)造予以改進,研制更為先進的檢測儀器,對于大型拱橋可以建立健康監(jiān)測系統(tǒng),實時監(jiān)控吊桿拱橋的安全性。
拱橋做為一種重要的橋型,在我國的交通運輸網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用,而防水防腐作為拱橋吊桿的一個重要問題,既是一個熱點又是一個難點,通過對其病害和檢測中存在的問題進行分析總結(jié),深刻剖析其原理,才能確保拱橋吊桿的安全性與耐久性。
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