桥梁缆索用锌-铝合金镀层钢丝技术及应用

如何提高桥梁缆索的耐久性是桥梁建设者一直高度关注的问题。系统介绍耐久性能更好的桥梁缆索用锌-铝合金镀层钢丝的发展历史、防腐机理、技术指标、试验检验情况以及锌-铝合金镀层钢丝缆索的国内外技术标准和目前应用推广情况。     

悬索桥静载试验主缆索力增量测试方法

主缆索力增量测试是悬索桥静载试验的主要测试项目之一,但目前悬索桥主缆索力的常用测试方法 (振动法)存在技术要求高、计算复杂等不足,无法较好地应用于桥梁静载试验中的主缆索力增量测试。因此提出一种新的、简便的主缆索力增量间接测试方法。假定主缆、主塔位于同一竖直平面内,通过分析悬索桥塔顶主缆节段受力平衡方程、主塔下横梁以上节段受力平衡方程,可以导出主缆索力与主塔下横梁以上任意截面内力之间的关系,并进一步可得到主缆索力增量与该截面内力增量的关系。根据截面的内力平衡方程及应力应变关系,得到主塔下横梁以上任意截面内力增量与其表面应变增量的关系。再根据塔柱和主缆的几何尺寸、材料特性等其他参数,即可计算出主缆索力的增量。将该方法应用到永康市溪心桥的静载试验中,进行了主缆索力增量的测试,得到了较好的效果。同时结合实例对影响主缆索力增量测试精度的各因素进行了分析,提出应变测试精度、塔柱的材料特性、测试截面面积及塔顶主缆切向与竖直向的夹角对测试结果均有较大的影响,实际使用时应对这些参数做出准确的测量或估计。该方法实施简单、方便,对仪器设备及测试条件要求较低,可为同类桥梁在静载试验中进行主缆索力增量测试提供参考。     

虎门二桥坭洲水道桥主缆1960MPa锌铝合金镀层钢丝锚固试验研究

虎门二桥坭洲水道桥为(658+1 688)m双塔双跨悬索桥,主缆采用公称直径5mm、公称抗拉强度1 960MPa锌铝合金镀层钢丝,钢丝采用国产高强钢丝盘条(青钢、宝钢)制作。为得到该桥钢丝的灌锚工艺参数,确保钢丝锚固性能,对2种钢丝进行锚固试验,分析不同浓度的清洗助镀液、不同灌锚温度和不同锚固长度对钢丝锚固性能的影响。结果表明:合理的ZnCl2·NH4Cl清洗助镀液浓度对钢丝与锌铜合金的粘结强度的增加有一定的作用,最佳浓度为100g/L;清洗助镀液浓度为100g/L时,灌锚温度对于钢丝强度有一定的影响,灌锚温度460±10℃是比较合适的温度;青钢、宝钢国产盘条加工的钢丝最小锚固长度分别为80mm、100mm;拟选锚杯锚固段尺寸(过渡段145mm,锚固段290mm)完全能够满足锚固需要;索股的破断荷载满足设计及相关验收规范的要求。     

鸭绿江大桥锌铝合金镀层钢丝技术研究及质量控制

锌-铝合金镀层钢丝是在目前镀锌钢丝的基础上发展起来的一种耐久性更好的新型桥梁用缆索材料,使用该材料可提高斜拉桥斜拉索的寿命。中朝鸭绿江界河公路大桥为我国目前为止最大跨径的界河桥梁,也是目前国内首座全桥斜拉索使用锌铝合金镀层钢丝的大型桥梁。主要介绍锌铝合金镀层钢丝的防腐机理和技术特点、本桥斜拉索锌铝合金镀层钢丝的技术要求、工艺流程及其技术难点、批量化生产及质量控制情况,供以后同类工程借鉴和参考。     

桥梁缆索用钢丝热镀锌铝镁镀层研究

悬索桥主缆、斜拉桥拉索、拱桥吊杆的使用寿命要求越来越高,尤其是要求悬索桥主缆的设计使用寿命达百年以上,因此对桥梁缆索用钢丝的耐久性要求不断提高。随着技术的不断发展,缆索用钢丝的热镀层也从最初的纯锌层逐步向以锌为主,添加铝、镁、稀土等多元合金发展。依托处于海洋大气腐蚀条件下的深中通道伶仃洋大桥(主跨1 666 m悬索桥)项目,通过相关试验研究和理论分析,重点研究了锌铝镁镀层的结构特点、防腐耐久性能,确定了锌铝镁的合理组分及冷却方式,取得了很好的应用效果,经济效益显著。     

洪都大桥索夹抗滑试验研究

为了解自锚式悬索桥索夹的实际抗滑性能,以洪都大桥为背景,采用足尺模型试验和实体有限元分析相结合的方法研究自锚式悬索桥索夹螺栓轴力衰减规律、索夹应力分布及抗滑摩阻系数.结果表明:螺栓轴力衰减先快后慢,螺栓最终的有效轴力约为设计轴力的80％;索夹内应力均从加载端到索夹末端逐渐减小,滑移推力工况下索夹最大应力普遍大于设计推力工况下的,在螺栓轴力偏大位置索夹应力也较大,说明索夹内摩阻力沿主缆轴线并非完全呈理想的线性分布;实测索夹抗滑摩阻系数为0.25,比规范建议值0.15偏大,实测值偏安全.建议施工时按先两端后中间且对角施拧的顺序施拧螺栓,控制各螺栓紧固力的一致性,并在关键工况前进行重复施拧.     

解放路三号桥索夹抗滑试验研究

索夹的抗滑性能是影响悬索桥主缆使用的一个主要因素,目前国内外多采用经验数据进行抗滑力的估算,本文详细介绍了解放路三号桥主缆索股和索夹的抗滑性能的试验研究过程及其结果,供设计及建设单位参考。     

伶仃洋大桥锌-铝-稀土合金镀层钢丝腐蚀-疲劳耦合试验研究

深中通道伶仃洋大桥主缆采用?6 mm 2 060 MPa锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝,为了解腐蚀-疲劳耦合作用对该类型钢丝疲劳寿命的影响,对其进行试验研究。在钢丝试样常规疲劳试验的基础上,结合伶仃洋大桥主缆的承载特征和海洋环境下的服役特点,对腐蚀疲劳试验的方法进行比选,最终采用了干湿交替腐蚀-疲劳循环耦合试验的新方法,研究不同应力变幅下主缆钢丝的腐蚀疲劳寿命、腐蚀状态及断口形态。结果表明：由于腐蚀和疲劳循环耦合作用,?6 mm 2 060 MPa锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝抗疲劳性能有所降低,其疲劳应力变幅越大,疲劳循环次数降低幅度越大。当应力变幅为360 MPa时,在相当于4倍以上常规热镀锌钢丝盐雾腐蚀试验时间的腐蚀下,钢丝表面锈蚀超过30%,其应力循环次数为197万次,接近200万次。     

大跨径悬索桥缆索体系抗火设计研究

以某运营的大跨径悬索桥为工程依托,建立其热-结构分析全桥模型,将随温度变化的钢材热工参数赋予给模型中的主缆和吊索,利用油罐车燃烧升温曲线模拟桥梁上油罐车燃烧放热,计算获得了主缆和吊索高温瞬态温度场。根据热-结构耦合理论计算得到桥梁主缆和吊索随时间变化的应力和抗拉强度变化特征,获得悬索桥主缆和吊索在油罐车燃烧下的破坏时间。为提高桥梁缆索体系的抗火能力,在缆索体系处设置耐高温的防火涂料,计算对比不同厚度防火涂料作用下主缆和吊索的瞬态温度场变化规律,获得了悬索桥缆索体系防火涂料的填涂厚度和吊索抗火设计的防火高度。     

采用成品缆索悬索桥索夹处的防腐处理

由于自锚式悬索桥经济跨径较小,主缆直径通常较小,因此成品缆索在中小跨径的自锚式悬索桥中北广泛采用。但较低的同时,往往造成索夹处缆索防护的破坏,如果防护不当容易引起主缆的腐蚀。本文通过分析缆索护套裂缝产生及扩大的原因,通过对索夹的改造,实现主缆的良好防护,对类似病害的解决起到抛砖引玉的作用。     

刚性索悬索桥主缆张拉施工控制方法

为掌握刚性索悬索桥施工过程中桥梁真实的应力和线形状态,针对刚性索悬索桥的主缆在塔上张拉,其索力形成机理为主动受力的特点,研究计入主缆外包钢套筒、吊杆外包钢套筒作用的主缆张拉有限元法,并采用该方法对无应力索长控制法、张拉力控制法、塔顶有效索力控制法和跨中有效索力控制法4种主缆张拉控制应力方法确定的成桥状态进行比较。结果表明:无应力索长法与张拉力控制法的索力差距十分微小、主缆的存余有效索力与常规悬索桥模型的较为接近、成桥状态的变形最小,较利于结合构件安装线形的调整控制成桥线形。经有限元模拟和张拉控制应力修正,对某刚性索悬索桥进行了施工控制,结果表明实桥测试数据与理论计算符合良好。     

自锚式悬索桥空间索面主缆架设

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,主跨主缆线形在竖向及水平向投影均为曲线.主要介绍该桥空间主缆架设施工技术.     

自锚式悬索桥主缆钢绞线穿索施工技术

余姚市陶家路闸迁建工程配套工程交通桥为一单索面自锚式悬索桥,主跨120 m,主缆采用钢绞线,属特大型桥梁。介绍该桥缆索施工难点及主缆钢绞线穿索工艺。     

悬索桥主缆中高强钢丝的腐蚀与脆化

该文通过加速循环腐蚀试验对比分析了腐蚀对镀锌和未镀锌钢丝的影响。试件在承受各种持续荷载的同时,高温下通过循环盐雾箱,分别在干燥及100%的相对湿度条件下进行了腐蚀试验。测得了试件的重量损失、氢浓度、极限荷载以及破坏时的延伸率。延伸率的测量结果表明:钢丝的严重脆化不是单纯由吸氢引起的(氢脆),由腐蚀引起的钢丝表面的不均匀性才是导致其延伸率降低的主因。通过对建立腐蚀钢丝有限元模型所做的数值分析,以及在扫描电子显微镜下对断裂面的分析,对试验结果进行了验证。     

悬索桥主缆自牵引式检修车研究

依据连镇铁路五峰山长江特大桥工程项目“五峰山长江大桥主缆系统检修设备研究课题”(课题号2017167),针对悬索桥主缆检修功能要求的特点,运用模块化设计方法,研发了一种自牵引式检修车。该检修车具备大角度爬升、行走自动纠偏、自动跨越主缆索夹等特点。研究分析了检修车的总体功能要求及不同实现方式的优缺点,并对检修车车轮对主缆表面的作用与影响进行了分析、研究,同时对检修车主体结构进行了强度与安全性分析。     

润扬大桥悬索桥主缆紧缆施工

润扬大桥南汊悬索桥施工中，利用紧缆机进行主缆紧缆作业。主要介绍该主缆紧缆机的主要性能参数和紧缆施工工艺。     

自锚式悬索桥主缆成桥线形计算方法

该文针对自锚式悬索桥主缆成桥线形的求解,介绍了抛物线法和分段悬链线法的原理和实际应用方法,并结合工程实例对两种方法进行了对比计算分析,同时,对影响抛物线法精度的主要参数进行了探讨。     

悬索桥主缆成桥线形的迭代算法

大跨度悬索桥主缆成桥线形是进行结构分析、计算和指导施工的关键控制因素,采用有限位移理论可较全面地考虑大位移引起的悬索桥几何非线性.利用通用有限元程序,建立全桥平面有限元模型,实现了悬索桥施工过程的模拟计算,并且使用悬索桥施工理想初态及成桥状态的迭代算法来确定主缆成桥线形.结果表明,悬索桥主缆的线形是介于抛物线与悬链线之间的索多边形.     

悬索桥主缆锚具选材研究

为确定某悬索桥主缆锚具用材,选取ZG310-570和ZG20Mn两种铸钢材料,采用光学显微镜观察法、拉伸试验、冲击试验及化学成份分析对2种材料的显微组织、力学性能和焊接性能进行对比分析.研究结果表明:ZG310-570正火及回火组织由铁素体+珠光体构成,ZG20Mn调质后的组织为回火索氏体组织;ZG20Mn的抗拉强度略低于ZG310-570,但屈服强度和塑性均高于ZG310-570;ZG20Mn的室温及低温冲击性能明显优于ZG310-570;ZG20Mn的焊接性能优于ZG310-570.综合比较,某悬索桥主缆锚具选ZG20Mn铸钢制作.     

西堠门大桥主缆缠丝导入力计算

在试验数据的基础上,综合考虑各种因素,西堠门大桥主缆缠丝导入力安全系数取3.0.缠丝导入力的设计荷载包括恒载、汽车活载、温度变化、风荷载等.考虑主缆横断面的弹性对泊桑比公式进行修正,根据文献总结的几种方法,得出缠丝导入力的计算公式.计算直径为3.5 mm和4.0 mm及不同弹性模量的缠丝导入力,结果表明缠丝导入力随着缠丝弹性模量和缠丝直径的增加而增大,断面温差对其影响很大.提出西堠门大桥主缆缠丝导入力在2 300 N以上.