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保障橋梁纜索安全,做好纜索用鋼絲檢測

保障橋梁纜索安全,做好纜索用鋼絲檢測
時間:2022.06.01
作者:中鋼國檢上海分公司
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摘要: 隨著我國基礎設施建設進程的推進,以及橋梁設計和建設技術的發展,為了滿足更高的交通需求,更多大跨度橋梁建設并投入使用。因具有其他類型橋梁無可比擬的結構優勢以及大跨度能力,加上符合工程美學要求的外觀,許多大型、超大型橋梁都建成懸索橋或斜拉橋等纜索橋梁。 ? 橋梁纜索結構是纜索橋梁的主要承重傳力構件,主要包括懸索橋、斜拉橋和拱吊橋等的主纜、吊索和斜拉索。其安全耐久性能直接影響著橋梁的正常使用和整體安全,因此可以說橋梁纜索結構是纜索承重橋梁的生命線。若橋梁纜索出現缺陷或傷損失效,造成結構出現病害或劣化,就可能會導致橋梁垮塌,甚至出現人員傷亡的嚴重事故災害,給各方帶來嚴重損失。 ? ? 除少數斜拉索和吊索應用過桿件和碳纖維增強塑料材料外,目前我國絕大部分橋梁纜索系統是由高強度鋼絲或鋼絞線、鋼絲繩等鋼絲制品組成。而纜索的斷絲情況直接關系到纜索的強度、壽命情況,從源頭把控鋼絲質量,并有效、及時監測纜索的斷絲對整個橋梁的安全運營至關重要。 ? 斷絲成因 纜索鋼絲的破壞和失效有多種表現形式,銹蝕是鋼絲破壞的一種最初表現,而斷絲則是鋼絲破壞失效的...
保障橋梁纜索安全,做好纜索用鋼絲檢測

(圖:保障橋梁纜索安全,做好纜索用鋼絲檢測)

隨著我國基礎設施建設進程的推進,以及橋梁設計和建設技術的發展,為了滿足更高的交通需求,更多大跨度橋梁建設并投入使用。因具有其他類型橋梁無可比擬的結構優勢以及大跨度能力,加上符合工程美學要求的外觀,許多大型、超大型橋梁都建成懸索橋或斜拉橋等纜索橋梁。

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橋梁纜索結構是纜索橋梁的主要承重傳力構件,主要包括懸索橋、斜拉橋和拱吊橋等的主纜、吊索和斜拉索。其安全耐久性能直接影響著橋梁的正常使用和整體安全,因此可以說橋梁纜索結構是纜索承重橋梁的生命線。若橋梁纜索出現缺陷或傷損失效,造成結構出現病害或劣化,就可能會導致橋梁垮塌,甚至出現人員傷亡的嚴重事故災害,給各方帶來嚴重損失。

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除少數斜拉索和吊索應用過桿件和碳纖維增強塑料材料外,目前我國絕大部分橋梁纜索系統是由高強度鋼絲或鋼絞線、鋼絲繩等鋼絲制品組成。而纜索的斷絲情況直接關系到纜索的強度、壽命情況,從源頭把控鋼絲質量,并有效、及時監測纜索的斷絲對整個橋梁的安全運營至關重要。

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斷絲成因

纜索鋼絲的破壞和失效有多種表現形式,銹蝕是鋼絲破壞的一種最初表現,而斷絲則是鋼絲破壞失效的一種直觀形式。通過分析發現,造成斷絲現象的原因有多種:

  • 盤條本身的疏松、夾雜、氣泡、成分偏析等缺陷給成品鋼絲留下斷裂隱患點,隨著成品鋼絲在整體結構中受力的持續,最終出現斷絲。
  • 在架索和后續施工過程中,因扭絞、緊纜、索夾安裝、拆卸工作通道等操作不當而造成的斷絲。
  • 運營過程中受動態荷載作用,加上環境腐蝕、應力腐蝕和疲勞等因素,造成鋼絲在使用過程中斷裂。
  • 受生產工藝、不可抗力及其他因素而導致的斷絲。

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大橋3

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加強質量檢測與控制

橋梁纜索通常跨越江、河、湖、海,長期處于風雨、潮濕和污染空氣的大氣環境中,非常容易發生腐蝕現象,加上纜索所持續承受的動靜荷載等因素,大大增加了纜索在使用過程中的安全風險。為滿足橋梁纜索對鋼絲各項性能的要求,應從多個方面對鋼絲質量進行檢測和把控,以防止在使用中出現問題。

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  • 加強原材料的理化成分分析和金相分析。

碳、錳、硅、硫、磷、銅等化學成分及雜質含量等對鋼絲性能有著較大的影響,在CJ/T 495-2016《城市橋梁纜索用鋼絲》中明確要求,制造鋼絲用盤條的硫、磷含量應不超過0.025%,銅含量應不超過0.2%。另一方面,鋼絲的機械性能與其金相組織有著較為密切的關系,細密的金相組織可使鋼絲在延伸率與強度等方面具有更大的優勢,所以對材料金相的檢測也不容忽視。

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  • 嚴格檢測鋼絲成品幾何尺寸。

若鋼絲幾何尺寸不符合相關要求,將會給橋梁纜索造成嚴重影響,應通過包括鋼絲直徑、直徑偏差及不圓度等在內的指標對鋼絲尺寸進行檢測,若鋼絲有金屬鍍層,其公稱直徑、公稱截面積、每米參考質量均應包括鍍層厚度。

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  • 對纜索用鋼絲全面進行力學性能檢測。

根據相關規范要求,對鋼絲進行疲勞性能、抗拉強度、彈性模量、扭轉、伸直性能、冷鐓性能等方面的檢測。要通過科學的檢測方法和手段及時發現隱藏的質量問題,以便采取積極的應對措施,對于不符合相關力學性能要求的材料,要堅決不能使用。

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在橋梁設計和建設時,充分考慮多種影響因素,對后期橋梁安全有著決定性的影響,而對于運營中的橋梁,持續的監測和及時的維護依然十分必要。對于纜索結構橋梁,若纜索存在銹蝕或斷絲時,應根據實際及時進行檢查,尤其是當斷絲較多時,應制定完善的檢測和維修方案,以保證橋梁結構的安全性。

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