摘要
斜拉桥是近些年来发展较快的一种桥型结构,在国内外已得到广泛的推广和应用。作为其主要承重构件的斜拉索,其病害问题严重影响着桥梁的正常使用,因此,斜拉索专业养护技术方面需要更深入的研究,认识产生这些病害的原因才能够采取行之有效的应对措施,才能更好的保证拉索的安全性、耐久性和可靠性。
本文主要研究目前斜拉桥较常用的平行钢丝拉索和钢绞线拉索的病害产生机理以及针对拉索病害的检测方法;系统全面的介绍两种拉索的构造,总结出两种拉索防护构造的薄弱区,并对防护薄弱区常见病害进行分类探讨;对两种拉索体系的结构特性进行比较分析;结合两种拉索检测的实际工程案例分析拉索的病害病因;并对预应力筋的腐蚀情况进行深入研究,模拟预应力筋的腐蚀环境,在不同应力状态下对预应力筋进行均匀腐蚀,对腐蚀后的预应力筋进行静力拉伸和疲劳试验,探究拉索腐蚀后的力学退化规律。
本文通过对两种拉索体系的病害研究,提出了一些拉索设计和施工上的改进措施,以及给出斜拉索专业养护的方法和建议;两种拉索体系的比较也可为拉索的选用提供参考;通过模拟实验得知,拉索用预应力筋在应力状态下腐蚀速度剧增,腐蚀后的预应力筋力学性能退化明显,特别是其抗疲劳能力严重下降。
In recent years cable-stayed bridge is a kind of bridge structure which is rapid development at home and abroad, has been widely popularized and applied. Stay cables as its main mechanical structure component, their diseases problems directly influence the safety and serviceability of bridge. So therefore, professional maintenance technology of stay cabls need in-depth research, we have to know the reasons of the diseases and could take effective measures to ensure the lasso safety, durability and reliability.
This paper primarily makes a study of the diseases occurring mechanism of the more commonly used parallel wire cable and steel strand of the cable-stayed ,and detection methods of lasso disease. Introduce the two cables’structure systematically and comprehensively, summarize the weak area of the two lasso protective structures, and classify the common diseases in the protective weak area .compare and analyse the features of two lasso system structure,and study their reasons of damage based on the actual projects. The more depth reserch are used in corrosion of steel wire strands. By the steel wire strands accelerated in different stress conditions corrosive experiment, static tensile experiments and fatigue test , to study the mechanical properties of degradation degree.
Based on studying the diseases occurred in lasso’design, production,construction, maintenance and so on, From the research of lasso’system disease,some measures can be put forward on stay-cables’design and production for improvement, and given stay-cables professional maintenance methods and suggestions; The comparison of the two lasso systems also can be used for reference of the cable-stayed selection. From the experiment ,we could realize that steel wire strands’corrosion rate increse heavily in stress state, the mechanical property of corrosive strands degenerate obviously,especially its anti-fatigue capability decline seriously.
引文
[1]林元培.斜拉桥【M】.第二版.北京:人民交通出版社.2004.
[2] Rene Walther,Bernard Houriet, Walmar Isler,Pierre Moia.Cable-Stayed Bridges【M】.London:Thoms Telgord Ltd,1988.
[3]王伯惠.斜拉桥结构发展和中国经验【M】.上册.北京:人民交通出版社.2003.
[4]周艳.斜拉桥病害与易损性分析【D】.上海:同济大学研究生硕士学位论文.2007.
[5]陈明宪.斜拉桥建造技术【M】.第一版.北京:人民交通出版社.2003.
[6]邹小燕,李闯,黎世彬.斜拉桥换索工程的思考【C】.2005年全国公路科技青年论坛论文集,2005,11.
[7]王力力,易伟建.斜拉索的腐蚀案例与分析【J】.中南公路工程,2007,32(1):93～98.
[8]唐涛,徐俊,陈惟珍.斜拉桥运营期病害分析与维修管理策略【J】中国市政工程,2006,(6): 20～22.
[9]乌琦.章镇桥维修加固技术研究【D】.杭州:浙江大学研究生硕士学位论文.2007.
[10]徐俊,陈惟珍.石门大桥拉索病害检测与分析【J】.钢结构,2007,6(22):81～84.
[11]罗刚林.犍为岷江大桥斜拉桥换索设计与施工【D】.成都:西南交通大学研究生硕士学位论文.2006.
[12]孙彩虹.对桥梁养护与管理的几点思考【J】.中国水运,2007,(7):82～83.
[13]洪定海.混凝土中钢筋的腐蚀与保护【M】.北京:中国铁道出版社.1998.
[14]成永强.既有斜拉桥换索状况综述【J】.山西建筑,2010,25(36): 332～334.
[15]项海帆.坦陈中国桥梁建设得与失【J】.中国公路,2003,3:26～29.
[16]严国敏.现代斜拉桥【M】.成都:西南交通大学出版社.2000.
[17] GB/T 18265-2001,斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件【S】.
[18]叶觉明.热挤HDPE护套在桥梁缆索防护中的应用【J】.工程塑料应用,2005,33(3):17
[19]龙跃,郑皆连,吴振.桥梁拉索典型病害事故的调查和研究【A】.见:龙跃编.2010首届欧维姆技术论坛论文集【C】.2010.25～30.
[20]冯俊杰,汪浩.斜拉桥拉索病害检测及退化程度报告【J】.中外建筑,2007(2):89～91.
[21]王力力,易伟建.斜拉索的腐蚀案例与分析【J】.中南公路工程,2007,32(1):93～98.
[22] A.Lustiger.The molecular mechanism of slow crack growth in polyethylene【J】. Science and Engineering,1985,46(6):137
[23]苏达根,韩大建,谭哲东.斜拉桥拉索钢丝腐蚀失效研究【J】.华南理工大学学报(自然科学版),1996,24(8):108～112.
[24]白文轩.斜拉桥拉索的受力分析与合理成桥状态的确定【D】.重庆:重庆大学研究生硕士学位论文.2006.
[25]祖祥胜,刘征宇,柏国清.钢绞线拉索体系与钢丝拉索体系的比较【A】.中国公路学会桥梁和结构工程分会2008年全国桥梁学术会议论文集【C】:614～619.
[26]周鹏,黄林根.柳州壶西大桥斜拉索更换工程施工控制与监测【J】.城市道桥与防洪,2007,3:70～74.
[27]方中予.OVM250型钢绞线拉索体系的研制【D】.武汉:华中科技大学研究生硕士学位论文.2006.
[28] R.M.Felder and G.S.Huvard. Methods of Experimental Physics【M】. New York: Academic Press,New York.1980.
[29]余启志,陈竹君.粘性剪切型拉索阻尼减震器研究【J】.重庆科技学院学报(自然科学版),2008,10(5):78～81.
[30]李丹,丁一峥.高强钢丝和钢绞线拉索的比较分析【J】.公路交通技术,2005,6:78～82.
[31]姜玉刚,王雨.平行钢丝拉索和平行钢绞线拉索的比较分析【J】.山西建筑,2005,31(7):198～120.
[32]李宗平.平行钢丝斜拉索和钢绞线拉索【J】.交通工程建设,2004,1:8～12.
[33]唐小萍.平行钢绞线拉索与平行钢丝拉索的特性、经济学、比较分析【J】.桥梁建设,1997(4):17～19.
[34]曹楚南.腐蚀电化学原理【M】.北京:化学工业出版社,1985.
[35]梁宏温,温远光,何斌,等.柳州市中心酸雨化学特征与成因分析【J】,广西农业生物科学: 2002,21 (4):261-265.
[36]王光雍.自然环境的腐蚀与防护一大气·海水·十壤【M】.北京:化学工业出版社.1997.
[37] J Keiser, C Brown, R Heidersbach. Characterization of the passive film formed on weathering steels【J】.Corrosion Science, 1983,23(3): 251-259.
[38] F Dubois, C Mendibide, T Pagnier, et al. Raman mapping of corrosion products formed onto spring steels during salt spray experiments. A correlation between the scale composition and the corrosion resistance【J】. Corrosion Science,2008,50(12): 3401-3409.
[39]吴荫顺,方智,等.腐蚀试验方法与腐蚀检测技术【M】.北京:化学工业出版社,1995.
[40]胡坚石.预应力钢丝的应力腐蚀【J】.金属制品,2002,28(2):5-8.
[41]李锦华.预应力钢丝的应力腐蚀及防治措施【J】.淮北职业技术学院学报,2010,9(3): 57～58.
[42]肖纪美.应力作用下的金属腐蚀【M】.北京:化学工业出版社.1990.
[43]郑亚明,欧阳平,安琳.锈蚀钢绞线力学性能的试验研究【J】.现代交通技术,2005,6 (2):33～36.
[44]曾严红,顾祥林,张伟平等.锈蚀预应力筋力学性能研究【J】.建筑材料学报,2010,13(2):170～175.
[45]罗小勇,李政.无粘结预应力钢绞线修饰后力学性能研究【J】.铁道学报,2008,30(2):108～172.
[46]袁迎曙,贾福萍,蔡跃.锈蚀钢筋的力学性能退化研究【J】.工业建筑,2000,30(1):43～46.
[47]李富民,袁迎曙.锈蚀钢绞线的静力拉伸断裂特性【J】,东南大学学报(自然科学版),2007,37(5):904～909.
[48]彭修宁,韦斌凝,张艳琴.产生坑蚀后钢筋疲劳性能的劣化【J】.广西大学学报(自然科学版),2009,34(3):293～296.
[49]兰成明.平行钢丝拉索疲劳性能理论研究【J】.沈阳建筑大学学报(自然科学版),2009,25(1):56～60.
[50]杨美良,李波,黄立浦.部分斜拉桥拉索疲劳可靠度分析【J】.长沙交通学院学报,2007,23(1):6～9.