目前,基於工廠化的拉索工藝相對成熟。但是,由於運輸、吊裝、提升和拉扯等環節很容易引起PE的損壞。如果不能及時檢測維修,經年累月,橋梁斜拉索的安全性將受到威脅,容易造成橋梁斜拉索病害。
一、斜拉橋斜拉索病害及成因
(1)PE套管(或鋼管套管)+灌漿保護斜拉索的主要病害是PE套管(或鋼管套管)開裂、損壞、雨水滲入水泥漿內,或PE套管(或鋼管套管))內上層水泥漿填充不密實、水泥漿浮漿或不固化,為斜拉索索體的腐蝕提供了潮溼的環境。
(2)鋁套管+水泥漿防護的拉索主要病害是套管內的水泥漿和鋁套管化學反應體積膨脹,導致鋁套管爆裂。鋁套管內部上方水泥漿填充不密實。水泥漿浮漿或不固化的情況,這為斜拉索索體的腐蝕提供了潮溼的環境。
(3)鍍鋅鋼絲(鋼絞線)+防腐油脂+熱擠壓的PE(或PE + PU)保護的斜拉索病害主要是受到熱擠壓的PE老化、開裂、破損,並且與錨釘連接部位裸露或密封失效,使雨水滲入。
(4)鋼絞線+夾片群錨的拉索的主要病害是在鋼絞線張拉錨固的施工過程中,由於拉力誤差或操作不當,使各根鋼絞線鬆緊不一,受力不均。或在隨後的運營過程中,由於汽車載荷,風載等作用力的原因,橋梁長時間處于振動狀態,從而導致夾具鬆動和鋼絞線滑移。
(5)設計和施工不足、新材料和新工藝的不成熟、超限超載、材料的自然老化、養護措施不力、不可預見的自然災害等也是影響橋梁斜拉索結構耐用性的病害因素,所有這些都會導致斜拉索保護層破裂,從而使水進入其中,導致鋼絲生鏽。
造成橋梁斜拉索病害的原因很多,但總的來說,有四個主要原因:設計錯誤,施工技術局限性,缺少日常養護以及斜拉索本身的質量缺陷。斜拉橋的斜拉索全部布置在梁體外部,處於高預應力狀態,對腐蝕更敏感。
另外,處在水氣和高溫的環境中,由於晝夜間的乾濕交替,容易腐蝕和降解斜拉索。 PE護套的缺點是溫度、含水量、均勻性、光澤度等均未得到很好的控制,並且容易刮擦外觀,從而縮短了使用壽命。另外,拉索預埋管內灌注的環氧混合物密度不足,導致護套破裂;錨具沒有緊密密封,導致斜拉索索體內和錨頭處嚴重積水;
氧,水和氯離子的綜合作用會加劇斜拉索和錨固件的腐蝕。斜拉索重量輕,阻力小,剛度低。在車輛、風荷載以及風雨聯合的共同作用下,易于振動,並導致斜拉索的應力變化很大。在某些情況下,甚至可能會產生反向應力,從而使斜拉索對橋梁振動更加敏感。隨著斜拉橋的跨度增加,斜拉索振動會變得更加明顯,從而嚴重損壞斜拉索和其他組件。斜拉索損壞中可能存在各種輕微病害,例如斜拉索回縮,斷絲,滑絲、滑移、索力退化和人為因素(火災,撞擊等)引起的損壞。
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