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斜拉桥的病害分析与检测

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浏览:- 发布日期:2018-09-30 09:11:27【

斜拉桥是将主梁用很多拉锁直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔,受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看做是拉锁代替支墩的多跨弹性支撑连续梁。其可使梁内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。加强和防范斜拉桥的病害,对最大限度的延长桥梁寿命至关重要。

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一:斜拉桥病害与成因叙述

斜拉桥按照主要承重构件可分为斜拉系统,索塔,主梁,下面对此逐条阐述。

1.1斜拉桥主要受力部件之一的斜拉索,需要通过塔和梁的锚固系统的传力才能实现其功能,他们共同工作,任一构件失效,此部分即失效。。在此参照相关文献,把斜拉索和相应的塔,梁上的锚固系统统称为斜拉系统。

斜拉索的病害主要表现:

a:拉索回缩,拉锁钢丝滑丝导致拉锁索力退化。在此问题主要问题是锚固系统构造不当,施工误差,温度影响等。

b:拉索腐蚀,产生原因是防护措施失效。

C:拉索震动,斜拉索暴露在自然环境中,风,雨等天气下,斜拉索会表现出极为明显的震动,震动会增加斜拉索的张力,并加剧斜拉索和锚具的疲劳损坏,此外如果斜拉索的震动频率与主桥结构的基频接近,还会引起整体的震动耦合。

二:索塔病害

作用于斜拉桥主梁的恒载和活载通过拉锁传递给索塔,因此索塔是通过拉索对主梁起弹性支撑作用的重要构件。作用在索塔上的力除索塔自身外,还有拉索索力的垂直分力引起的轴向力,拉索的水平分力引起的弯矩和剪力,此外,温度变化,日照温差,风荷载,地震力,混凝土收缩徐变等都对索塔内力产生影响。索塔根据材料类型可分为钢筋混凝土和钢索塔。对于最常见的钢筋混凝土索塔,在各种荷载作用下主要变现为拉锁锚固区局部裂缝和塔根处的裂缝,形成原因主要是基本荷载和温度的影响。在存在下横梁结构的塔桥中,可能还会出现横梁裂缝,这主要是因为桥塔刚度不可忽略。

三:主梁的病害

对于常用的混凝土主梁,主要是梁体的裂缝。这些裂缝大部分是由施工误差,混凝土收缩,温度变化,局部锚固应力过大等因素诱发,当然也有因为设计问题产生的,如抗裂性不足,产生受弯裂缝和受剪裂缝等。对于钢梁或者钢混结合梁,主要是钢结构因为制造过程,焊接等引起的缺陷造成的疲劳,脆性等问题。特别的,对于结合梁,混凝土收缩徐变硬气的桥面裂缝和钢混结合部的疲劳;对于钢桥,桥面铺装的病害应引起足够的重视。

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二: 斜拉桥健康监测和风险评估的研究现状

桥梁健康监测系统研究意义因为桥梁施工,运营中总会出现各种病害,各种病害对结构的影响不可忽视。尤其是近几年垮桥事故频发,提醒我们应该用合理的方法对桥梁的健康状况进行检测,并对桥梁结构的目前运营状况进行评估和风险评价。

桥梁健康监测值指的是:从建造运营状态的桥梁结构中获取并处理数据,评估结构的主要性能指标(如可靠性,耐久性等)的方法。它结合了无损监测的结构特性分析,目的是为了诊断结构中是否有损伤发生,判断损伤的位置,估计损伤的程度以及损伤对结构将要造成的后果。可以说,桥梁健康监测就像是桥梁医生,对桥梁的健康状况进行评价,制定“治疗”方案。
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