【技術(shù)】拉索橋纜索的檢測(cè)與評(píng)估.docx

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1、【技術(shù)】拉索橋纜索的檢測(cè)與評(píng)估24導(dǎo)讀拉索橋包括懸索橋和斜拉橋。為了保證這些大橋的安全性和耐久性，在大橋服役過(guò)程中，定期檢測(cè)和維護(hù)是十分重要的對(duì)于懸索橋和斜拉橋的檢測(cè)、維護(hù)是十分復(fù)雜的，因?yàn)槔|索和多層鋼絲可達(dá)數(shù)千米，其中大多并不容易被看到和接觸到。纜索和纜索支撐系統(tǒng)性能的整體情況，只能通過(guò)有限的檢測(cè)數(shù)據(jù)得出。對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行徹底的評(píng)估，并增補(bǔ)足夠的鋼絲抽驗(yàn)試驗(yàn)，對(duì)于結(jié)構(gòu)安全決策十分重要。紐約威廉姆斯堡大橋在檢測(cè)中曾被發(fā)現(xiàn)鋼絲的最外側(cè)銹蝕非常嚴(yán)重，評(píng)估結(jié)論是纜索安全系數(shù)非常低，建議對(duì)纜索進(jìn)行更換。路易斯安那州廬陵斜拉

2、橋也曾發(fā)現(xiàn)鋼絲大量銹蝕及其他部件損壞，導(dǎo)致纜索更換，當(dāng)時(shí)這座大橋僅僅服役年。如今，我們有了更好的檢測(cè)技術(shù)、評(píng)估方法、取樣程序和測(cè)試設(shè)備，能夠更徹底地確定服役纜索的安全承載力。本文將討論定期檢測(cè)、評(píng)估、抽樣試驗(yàn)和及時(shí)養(yǎng)護(hù)，對(duì)拉索橋保持“良好養(yǎng)護(hù)狀態(tài)”的重要性。美國(guó)的懸索橋紐約的懸索橋美國(guó)紐約擁有大量的懸索橋，其中許多大橋在竣工時(shí)都創(chuàng)造了主跨最長(zhǎng)的紀(jì)錄。這些大橋都經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的侵蝕和磨損。為了保證公共安全，多年以來(lái)，這些大橋也都經(jīng)歷了檢測(cè)、評(píng)估、維護(hù)、維修和復(fù)原。為了提高運(yùn)營(yíng)和維護(hù)規(guī)劃，這些大橋也都經(jīng)歷了無(wú)數(shù)的研究、

3、調(diào)查和試驗(yàn)。下面的表1將展示紐約10大懸索橋的一些重要數(shù)據(jù)。表1紐約10大懸索橋深入檢測(cè)包含，在選定區(qū)域通過(guò)嵌入法打開(kāi)纜索，對(duì)內(nèi)部的鋼絲狀況進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估?，F(xiàn)行的檢測(cè)實(shí)踐存在一些局限性，日常的檢測(cè)只能做到纜索外部的可視化檢測(cè)。美國(guó)聯(lián)邦公路局出資贊助了一個(gè)旨在提高曼哈頓大橋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究，該系統(tǒng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和實(shí)地儀器，對(duì)懸索橋主纜進(jìn)行腐蝕監(jiān)測(cè)。研究項(xiàng)目在大學(xué)進(jìn)行，由RaimondoBetti教授領(lǐng)導(dǎo)，Parsons交通集團(tuán)和美國(guó)物理聲學(xué)公司共同合作完成。該研究項(xiàng)目的結(jié)論和建議刊發(fā)在了美國(guó)聯(lián)邦公路局出版的名為“

4、紐約大橋的腐蝕監(jiān)測(cè)研究”的刊物上。我們可以通過(guò)學(xué)習(xí)，在檢測(cè)、評(píng)估和養(yǎng)護(hù)方面實(shí)踐的研究報(bào)告得到一些寶貴的教訓(xùn)，來(lái)確保紐約懸索橋的安全并延長(zhǎng)其使用壽命。金門(mén)大橋和奧克蘭海灣大橋舊金山-金門(mén)大橋跨越金門(mén)海峽的一座橋梁最初是在1872年提出的，但建造工程直到1933年才開(kāi)始建設(shè)。用了四年的時(shí)間來(lái)修建這座橋梁，項(xiàng)目總成本達(dá)3500萬(wàn)美元。來(lái)到舊金山的國(guó)際游客都知道這座橙色的金門(mén)懸索橋。舊金山-奧克蘭海灣大橋西段舊金山-奧克蘭海灣大橋在當(dāng)?shù)胤Q(chēng)之為“海灣大橋”。海灣大橋是高架橋，是80號(hào)州際公路的一部分，全長(zhǎng)7.2公里，連接舊

5、金山、耶爾巴?布埃納島和奧克蘭。該高架橋由懸索橋、隧道（經(jīng)過(guò)耶爾巴?布埃納島）、懸臂結(jié)構(gòu)和桁架構(gòu)成。舊金山到耶爾巴?布埃納島一段被稱(chēng)為“西段”。西段的懸索橋被稱(chēng)為“西灣吊橋”。“西灣吊橋”是雙層結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)獨(dú)立的懸索橋組成，連接于一個(gè)中心錨固。設(shè)計(jì)者選擇了兩座懸索橋和一座整體式混凝土橋墩作為中心錨固，以解決深水和軟土地基的問(wèn)題。2004年，通過(guò)增加新鋼板的形式，用近100萬(wàn)根高強(qiáng)度螺栓替換了原先的50萬(wàn)根鉚釘，使橋身得以加固，也改善了其抗震性能。并對(duì)橋墩進(jìn)行了混凝土防護(hù)套澆筑，塔腳和基座之間也通過(guò)安裝額外錨固螺栓

6、進(jìn)行了連接。舊金山-奧克蘭海灣大橋東段海灣大橋從耶爾巴?布納島到奧克蘭的這一部分被稱(chēng)為東段。東段的懸索橋一般稱(chēng)為新東跨自錨式懸索橋或簡(jiǎn)稱(chēng)SASo1989年發(fā)生的洛馬-普雷塔大地震，損壞了東段的部分橋梁。加州運(yùn)輸部(Caltrans)決定，采用最安全、最具成本效益的解決方案，全面更換海灣大橋東段。替代結(jié)構(gòu)將最先進(jìn)的科技融入到了抗震設(shè)計(jì)中，使橋能夠抵御8.5級(jí)地震。為了建造一座標(biāo)志性的單塔懸索橋，設(shè)計(jì)師們提出了單塔自錨式懸索橋(SAS)，它是世界上最長(zhǎng)和最寬的自錨式懸索橋。但這并不是最具成本效益的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)完成

7、之前自錨式懸索橋不能自我支撐，必須建立一個(gè)支撐自錨式懸索橋的臨時(shí)結(jié)構(gòu)。自錨式懸索橋完工以后，臨時(shí)橋梁將會(huì)被拆除。但是，人們?cè)敢鉃榇私邮茌^高的造價(jià)。表2金門(mén)大橋和舊金山-奧克蘭海灣大橋關(guān)鍵信息SAS的設(shè)計(jì)壽命為150年,特別注意耐久性、可檢測(cè)性和可維護(hù)性。為方便對(duì)易磨損部件進(jìn)行更換,大橋也預(yù)備了備件。該設(shè)計(jì)的抗震特點(diǎn),能夠使橋梁承受大地震而不倒塌。該塔由4條通過(guò)剪切連接梁連接的腿組成,用以吸收地震中受到的沖擊,并防止其對(duì)主體結(jié)構(gòu)的災(zāi)難性損壞。如果需要,在大地震之后,連接梁可以拆除并用新的連接梁替代。塔科馬海峽大橋的

8、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)位于華盛頓州塔科馬市的塔科馬海峽(TacomaNarrows)，從南北隔開(kāi)塔科馬市(Tacoma)和奧林匹克半島。海峽流急水深，是建造大橋的絕佳位置。風(fēng)、潮汐和水深成為建造跨海峽大橋所需面對(duì)的挑戰(zhàn)。1938年，華盛頓州高速公路管理局(WSHD)代表收費(fèi)橋梁管理局(TBA)設(shè)計(jì)了一座橫跨塔科馬海峽的懸索橋，其主跨和邊跨分別為793m和392m。上部結(jié)構(gòu)由11.9m寬