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        橋梁索桿內部腐蝕斷絲無損檢測的必要性

            橋梁索桿體系已被廣泛應用于大跨度橋梁,其中包括懸索橋的吊桿,斜拉橋的斜拉索,中承、下承式拱橋的吊桿等。索桿系統作為長大跨徑橋梁的主要承重結構,一旦出現損傷,將降低結構的使用性和耐久性,并且可能造成橋梁結構發生災難性的突發破壞事故(圖1),造成極為惡劣的社會影響和慘重的經濟損失。國內、外斷索統計表明,從國內近多座吊桿拱橋和斜拉橋索桿破壞以及拆換時間的統計數據來看,橋梁索桿的使用壽命為320年,很少超過20年,僅是橋梁設計時限的1/201/4。嚴重的橋索腐蝕斷絲現象,大大縮短了橋梁的使用壽命,也使橋梁存在著重大安全隱患。


          


        1拉吊索斷裂和拉吊索橋梁跨蹋圖

        造成橋梁索桿系統損傷的原因很多,歸納起來可以總結為兩個方面的原因:自然災害損傷和拉吊索長期積累損傷。自然災害損傷主要是指由于大風、洪水、地震和漂浮物撞擊等引起的損傷,這些損傷主要通過必要的保護措施加以預防;而長期積累損傷則是指橋梁索桿在長期非平穩荷載的作用下,由于疲勞、腐蝕等因素而引起的點蝕、有效截面積減小及斷絲等病害。盡管目前采取了多種多樣的保護措施,由于工作環境惡劣仍然無法避免拉吊索由于腐蝕、疲勞導致的斷裂,橋梁索桿的損傷,嚴重危害到橋梁的安全運營。橋梁索桿作為橋梁的主要承載部件,對保證橋梁的健康與安全具有重要意義。而橋梁索桿的錨固區又是整個索桿結構中受力情況最為惡劣的部位,隨著橋梁使用時間的增長,由于風振、雨滴等微振動引起拉吊索的振動傳送至拉吊索端部錨固部件,使得錨固區域的安全問題更加嚴重和突出。國內外均出現過由于錨固段腐蝕斷裂而導致的橋梁索桿脫落進而造成換索、塌橋等重大事故,導致直接和間接經濟損失巨大。如委內瑞拉的Maracibo橋,拉索涂漆層經不住風雨的侵蝕,上橫梁上錨頭處(錨固區)率先損壞,使得鋼索在與上錨箱的接口處發生銹蝕,1979221日,有一根拉索由于腐蝕而突然斷裂,從此開始了橋梁的換索工程,從192根變成了384根,耗費達千萬美元。我國廣州的海印橋,在1988年年底建成,1995525日發生了9號斜拉索斷裂事故,后來發現15號索也有松動現象。調查表明錨固區壓漿工藝未能保證拉索頂部的飽滿,造成拉索銹斷。為了防止事故的進一步發生,被迫進行全橋換索工程,耗資2000萬元,工期半年。2011412日發生的新疆庫爾勒市孔雀河大橋垮塌事故,就是因為主跨第二根吊桿錨頭區域斷裂導致,事故現場如圖1所示。

        而另一方面,2009年某大橋發現拉吊索錨頭區域松動,但由于沒有切實可行的橋梁索桿錨頭區域檢測技術,為避免不可預估風險,全橋114根拉吊索全部更換,直接費用達8000萬元。國內許多座已開展了換索工程的橋梁,根據對更換下來的橋梁索桿進行破壞性檢測時,卻發現大部分拉吊索未實質受損,造成了不必要的浪費。

        因此對橋梁索桿尤其是錨頭區域進行定期檢測非常必要,一方面根據檢測結果對存在嚴重損傷的橋梁索桿進行更換,避免橋梁垮塌等重大事故的發生;另一方面對表面存在問題橋梁索桿進行復查,為結構完好的橋梁索桿繼續使用提供依據,避免盲目換索造成的浪費。同時通過對橋梁索桿定期檢查獲得在役索體的工作狀況,有助于掌握運營期的橋梁結構健康狀況,及早處理施工質量中存在的一些隱患問題,減小換索發生的幾率,保證橋梁的安全運營;并可以形成橋梁通車后的詳細檔案資料,這對橋梁日后的養護、維修、安全運營和指導具有重大意義。



         

         

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