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台州,贵瓮高速清水河大桥的维养之道-w88体育

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近20年来,我国的悬索桥建造取得了快速的开展,先后建成了大跨径的悬索桥比方广东汕头海湾大桥、广东虎门大桥、江苏江阴大桥、润扬长江大桥、西喉门大桥、重庆鱼嘴两江大桥、贵瓮清水河大桥等,在建造方面我国现已到达世界先进水平。可是,长期以来存在的“重建轻养”认识,导致人们对大桥运营期间的保护注重缺乏,怎么经过科学经济的保护手法将大桥的实践运用寿数到达规划运用寿数,仍是个严重课题。因而,有必要清晰对桥梁特别是大跨径悬索桥的保护战略,以到达“安全、耐久、适用、环保、经济和漂亮”的方针。


工程概略

桥梁概述

清水河大桥主桥选用单跨跨径1130m的简支钢桁梁悬索桥,主缆分跨为258+1130+345m,主缆垂跨比为1/10,主缆横桥向距离为27.0m,吊索顺桥向距离为15.2m。在主跨跨中处,主缆与钢桁架之间设置3对柔性中心扣。

主缆预制平行钢丝索股(PPWS)由91根直径为5.25mm的高强度镀锌钢丝组成,钢丝标准强度≥1770MPa。通长索股有179股,开阳侧边跨另设8根索股(背索),锚固于主索鞍锚梁上。索股两头设索股锚头,索股锚头选用热铸锚,在锚杯内浇注锌铜合金,使主缆钢丝与锚杯相连。主缆紧缆完成后,先进行捆扎并装置索夹,待桥面系施工完成后,进行缠丝等防护作业。主缆在主索鞍鞍室及锚室进口等处选用喇叭形缆套密封防护,主缆上方设置主缆检修道。

锚固体系由索股锚固衔接结构和预应力拉索锚固结构组成。

主索鞍鞍体选用铸焊结合的混合结构。鞍体下设不锈钢板-聚四氟乙烯板滑动副,以习惯施工中的相对移动。散索鞍鞍体选用铸焊结合的混合结构。鞍槽用铸钢铸造,鞍体由钢板焊成。

吊索选用钢丝绳吊索,每一吊点设2根吊索。吊索与索夹为骑跨式衔接;与加劲梁为销铰式衔接。吊索钢丝绳公称直径为φ60mm,公称抗拉强度为1770MPa,结构方法为8×55SWS+IWR。吊索两头锚头选用叉形热铸锚,锚头由锚杯与叉形耳板构成。锚杯内浇铸锌铜合金,叉形耳板与锚杯经过螺纹衔接;每端叉形耳板与锚杯之间的螺纹各设有±20mm的调理量,用以消除制作、架起引起的吊索长度差错。锚杯口设有乙丙橡胶浇制的缓冲器,以改进吊索的弯折疲惫功能。

索夹选用左右相对合的结构方法,左、右半索夹用螺杆相连并夹紧于主缆上,接缝处嵌填橡胶防水条防水。中跨索夹水平距离为15.2m,开阳侧边跨索夹的水平距离为19.8m,瓮安侧索夹的水平距离为19.1m。

主桁架选用带竖腹杆的华伦式结构,桁高7.0m,标准节间长7.6m。包含钢桁架和正交异性钢桥面板两部分,板桁结合。钢桁架包含主桁架和主横桁架以及下平联三部分,其间主桁架包含上弦杆、下弦杆、直腹杆、斜腹杆,主横桁架包含上横梁、下横梁和腹杆三部分,单个构件内部衔接选用焊接,节点板间选用高强螺栓衔接。

正交异性钢桥面板由桥面板、U肋、三道纵肋和两道次横梁组成。桥面板厚16mm,U肋厚8mm,U肋标准距离60cm。桥面板与主桁架上横梁顶面平齐。也分焊接和高强螺栓衔接两种衔接方法。

索塔为塔柱、横梁组成的钢筋混凝土框架结构,塔柱为一般钢筋混凝土结构,横梁为预应力混凝土结构。开阳岸索塔高度230m,瓮安岸索塔高度236m/220m。

开阳岸锚碇选用扩展根底结构方法,以中风化灰岩作为持力层。瓮安岸锚碇选用扩展根底结构方法,以中风化灰岩作为持力层。

本桥首要特色

比较同类悬索桥,本桥首要特色如下:

(1)半漂浮体系——清水河大桥主桥悬索桥归于半漂浮体系(即塔、墩固结,墩、梁别离,在墩梁之间设有竖向支座)。而且为了约束悬索桥加劲梁的在风振作用下横向位移,还设置了横向抗风支座。除此之外,清水河大桥还选用了柔性中心扣替代跨中短吊索,以防止跨中短吊索的弯折现象,而且进步了悬索桥反对称抗扭刚度,对加劲梁纵向和竖向位移呼应较为有利,增大了加劲梁的弯矩和轴力,改进悬索桥体系受力功能,进步大桥全体结构刚度。

(2)主缆缠包带技能——本桥主缆防护选用了“圆钢丝+缠包带+枯燥空气除湿”方案。圆形缠丝外环绕双层缠包带,并辅佐氯磺化聚乙烯漆促进双层缠带的硫化。主缆防护从内到外为:镀锌钢丝+氯磺化聚乙烯底漆+第一层主缆缠包带+第二层主缆缠包带,索夹处环缝选用硅酮密封胶关闭。

(3)加劲梁板桁结合——加劲梁包含钢桁架和正交异性钢桥面板两部分,板桁结合。

(4)正交异性钢桥面板铺装——行车道钢桥面铺装结构规划厚度75mm,铺装方法为:40mm高弹改性沥青SMA-13+35mm浇筑式沥青混凝土+防水粘结层+环氧富锌漆+喷砂除锈(Sa2.5)。钢桥面板厚度16mm。

同类桥梁保护修理状况调研

桥梁根本信息及保护频率

为给清水河大桥保护供给参阅,作者调研了国内三座悬索桥的保护状况,桥梁根本信息见表1。

经过对江阴大桥、虎门大桥等桥保护作业的调研,首要保护作业频率详细如表2。

要点病害处治状况

经过调研,存在的要点病害及处治状况如下:

(1)锚碇渗水

三座桥均存在锚碇渗水问题,处治不到位易重复漏水,依据江阴大桥和虎门大桥的阅历,选用了“表里结合”、“堵疏结合”的方法进行管理,现在作用较好。

(2)主缆渗水锈蚀

江阴大桥经开仓查看,主缆跨中存在锈蚀现象,湿度监测成果显现,湿度95%以上,后装置了除湿体系,作用较为显着。所以除湿体系的作业能力需求保证。

(3)吊索索夹螺栓松动,索夹偏位

鱼嘴两江大桥存在索夹螺栓松动和索夹偏位的问题,江阴大桥和虎门大桥现在状况杰出,阐明预防性保护的重要性,现在鱼嘴两江大桥每月都去复拧一部分,江阴大桥也是每年复拧一部分,每5年悉数复拧一遍。

(4)索夹渗水

现在江阴大桥存在过索夹渗水现象,经处治后安稳,其他两座桥未存在渗水现象。

(5)吊索替换

现在江阴大桥存在短吊索提早替换的问题,从替换下来的外观、吊索钢丝的理化剖析及力学功能实验来看,轴套已完全磨丢失效、销轴外表磨损、钢丝部分锈蚀、钢丝绳第2层股中发现有断丝现象、受损钢丝的改变值已低于规划要求、但索股全体破断荷载还大于理论核算值。

其他两座桥没有进行吊索替换。

(6)钢桥面铺装修补与替换

现在三座桥梁均存在钢桥面铺装寿数短的问题,而且均进行了屡次修补和替换,经过不断探索,现在根本能安稳5~8年的寿数。

(7)高强螺栓松动掉落

本次调研三座桥梁均为钢箱梁,不存在高强螺栓,可是结合钢桁架结构特色,高强螺栓松动掉落现象仍是较为常见。

(8)钢箱梁涂装替换

三座桥梁涂装的寿数均还能够,且只限于面层替换,无需进行底漆和中间层的替换,都是10~15年做一次面层替换,比方江阴大桥,将其他当地拉毛,重铺面层,虎门大桥因涂装质量仍较好,只重铺了一半的面层。

(9)钢箱梁焊缝开裂

三座桥均存在钢箱梁焊缝开裂问题,多坐落纵向加劲肋与桥面板相连部位的焊缝,而且所在焊缝都是现场焊接的,工厂焊接部分的质量仍是比较有保证。

保护战略学习

依据调研状况看,能够学习的保护战略如下:

(1)保护思路清晰

运营前5年左右是建造期缺点完善阶段,后5~10年左右是保护规则探索阶段(经过施行预防性保护手法),再往后则是周期性规则保护阶段,依照规则进行周期性保护。

(2)注重“预防性保护”

鉴于中止交通经济丢失较大,管养单位比较注重日常巡检、常常查看、保养小修,很少关闭交通进行大修,“预防性保护手法”贯穿整个保护进程。

经过“预防性保护”办法,能够完成构件寿数的延伸。虎门大桥伸缩缝、支座阅历20年仍作业杰出,无需替换,钢箱梁涂装也阅历了20年才开端全体换装,且只换了一半的面层。

(3)保护人员专业化本质较高

江阴大桥和虎门大桥的日常巡查及常常查看均由自己的部队进行,人员比较专业和敬业,其它项目经过外部托付专业公司进行。

(4)反应机制较为健全

发现问题能较为迅速地进行处治,关于一些重要构件,能提早与厂家协作,做好保护作业,比方伸缩缝。关于不行替换构件,更是不吝血本,保证预防性保护作业的施行。

(5)注重建造期遗留问题的处治

建造期存在的一些问题,在运营初期迸发,比方江阴大桥存在锚碇渗水、吊索索夹渗水、钢桥面铺装问题、加劲梁位移过大问题,虎门大桥也存在钢桥面铺装问题、锚碇渗水问题等,都进行了专项整治。

(6)对要点部件施行了要点保护

对要点部件施行了要点保护,比方索夹、支座、伸缩缝、铺装等。

保护战略

保护整体思路

本桥保护依据大桥运营的不同阶段施行三阶段保护思路。

(1)“先天缺乏完善阶段”,依照标准要求的规定动作进行各项作业,一起要点针对建造期遗留问题进行整治,补偿或许存在的先天缺乏。

依据国内多座悬索桥的调研,大型悬索桥在运营初期或许呈现的建造期缺点首要有锚碇接缝渗水(江阴大桥、虎门大桥、鱼嘴两江大桥)、主缆密封不良导致的渗水(江阴大桥)、部分部件磨损导致的短吊索替换(江阴大桥)、加劲梁纵向位移过大导致的伸缩缝、支座损坏(江阴大桥)、钢桥面铺装病害(江阴大桥、虎门大桥)等。病害不完全彻底治愈,有复发危险,影响大桥的安全性和耐久性。

(2)“保护规则探索阶段”,依照标准要求的规定动作进行各项预防性保护作业,首要方针是探索桥梁保护的规则性和平衡点。

(3)“周期性规则保护阶段”,依据各构件保护的规则,根本清晰修理处治的周期,完成周期性保护。

大桥构件的劣化和损害一般都是逐步累积的、突变的进程,经过前期预防性保护办法,能够总结某个部件劣化的周期性规则,管养单位能够依据规则的节点进行周期性保护作业,一方面能够延伸其运用寿数,一方面能够提早做好修正和替换的准备作业。

保护要点

依据同类桥梁病害发作状况和本桥实践特色,清晰保护要点如下:

(1)钢结构防腐查看及处治。本桥主缆体系、吊索体系和加劲梁体系均为钢结构,应注重构件防腐保护,发现涂膜劣化到达二级及以上后应及时处治。

本桥设有主动除湿体系,应重视锚室、索鞍及主缆最低点湿度值。除湿体系的方针操控湿度是40%,而湿度到达60%后钢丝锈蚀会加快,因而应操控湿度在40%~60%之间,施行分级预警,一起也应留意除湿体系是否正常作业。

(2)主缆松懈保护。尽管本次调研的几个桥没有呈现该病害,但跟着大桥运营时刻延伸,主缆易呈现松懈现象,此刻应结合索鞍位移、主塔及锚碇变形、主缆线形、主缆锚跨索股张力归纳判别,并进行专项处治,保证大桥正常作业。

(3)吊索索夹滑移防治。依据国外多座悬索桥的实桥测验,跟着时刻进程,索夹螺杆存在较显着的内力丢失。本桥吊索结构为骑跨式,与虎门大桥和鱼嘴两江大桥的一起,现在鱼嘴两江大桥的索夹高强拉杆已存在必定程度的索夹滑移。因而应防止索夹螺杆内力丢失过大而导致索夹滑移,索夹螺杆内力下降大于20%~30%时应补拧,本桥方案每年进行1次螺杆内力专项查看和索夹滑移监测,发现缺乏及时补齐。

(4)加劲梁高强螺栓松动补拧。高强螺栓存在松动掉落剪断的或许,应尽量防止高强螺栓掉落现象的发作,在经过日常查看发现螺栓处涂层脱落或许锈蚀后,应及时查看螺栓剩下内力,缺乏时补拧至规划内力,尤其是板桁结合部位的高强螺栓。

(5)焊缝裂纹处理。易呈现焊缝裂纹的部位为加劲梁,应留意现场日常查看,发现异常后应及时符号,定时进行焊缝裂纹专项查看,并采纳止裂办法。

(6)伸缩缝保护。本桥伸缩缝价格昂贵,替换起来既要遭受巨大经济丢失又要影响交通,因而必须加强日常保护,引进厂家定时专业保养,经过预防性保护办法,尽量延伸伸缩缝的运用寿数。

(7)桥面铺装周期性修正和替换。钢桥面铺装运用寿数一般较短,替换本钱较高,应留意总结规则,合理保护,延伸运用寿数。

预防性保护技能

对桥梁施行预防性保护技能,能够有效地延伸桥梁的运用周期寿数,下降保护本钱 。

做好规定动作是预防性保护的重要办法,规定动作包含查看、监测及惯例保护修理。

查看作业包含日常巡查、常常查看、定时查看、特别查看 。日常巡查包含日巡查和夜巡查,选用目测手法进行,日巡查每天进行一次,夜巡查每周进行一次。常常查看选用目测手法进行,每月进行一次。定时查看选用目测结合仪器,接近结构物进行全面查看,每年进行一次。特别查看包含专门查看和应急查看,包含吊索索力检测、螺杆内力检测、焊缝裂纹检测等,依据必定机遇触发。

监测作业包含主动化健康监测和人工定时监测,彼此作为弥补,监测内容包含主缆线形监测、桥面线形监测、加劲梁变形监测、索鞍位移监测、索夹滑移监测、锚碇位移监测、索塔及锚碇沉降监测等。

惯例保护修理包含日常保养和小修。日常保养是指桥梁的日常保洁作业,包含桥面、排水体系、伸缩缝、护栏等的日常保养作业,每天进行一次。小修是指对桥梁存在的细微损害进行修补作业,包含缆索体系及钢结构防腐、螺栓松动处理等,每年进行一次。

关于重要构件,比方伸缩缝,引进厂家定时保护的方法,每年进行一次专项保护。

大跨径悬索桥是个百年工程,怎么经过合理的保护,到达坚持乃至延伸其运用寿数的意图,是我们一起关怀的课题。依据同类大跨径悬索桥的多年保护阅历,本文提出了针对清水河大桥保护的保护战略,对该桥的保护具有重要的指导含义,对同类桥梁的保护也具有学习含义。


本文刊载 /《大桥保护与运营》杂志 2019年 第1期 总第5期

作者 / 吴正安 杨俊

作者单位 / 贵州中交贵瓮高速公路有限公司北京中交桥宇科技有限公司