主纜作為懸索橋最主要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,長期暴露于自然環(huán)境下,不可避免的與環(huán)境中的腐蝕性介質(zhì)接觸,造成主纜鋼絲腐蝕,同時主纜不能像吊索一樣進行更換,根據(jù)國外的經(jīng)驗,若養(yǎng)護措施不到位,在運營數(shù)十年以后,主纜內(nèi)部鋼絲可能會出現(xiàn)嚴重的腐蝕情況,影響懸索橋結(jié)構(gòu)的安全。自1992年我國第一座現(xiàn)代懸索橋汕頭海灣大橋建成通車,至今已有27年時間,懸索橋主纜的腐蝕問題將成為橋梁養(yǎng)護、評估的下一個研究重點。本文首先介紹了國內(nèi)外學(xué)者對主纜平行鋼絲的腐蝕試驗研究,并闡述了懸索橋主纜的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)合相關(guān)文獻分析了懸索橋的主要病害及機理,總結(jié)了主纜鋼絲腐蝕的兩大原因,即環(huán)境因素中的溫度、濕度、腐蝕性介質(zhì)的侵蝕,以及自身特性下的應(yīng)力狀態(tài)、材料敏感性。隨后統(tǒng)計了國內(nèi)外與依托工程采用類似的主纜防腐系統(tǒng)的失效時間,并提出了本依托工程主纜防腐系統(tǒng)的失效時間,同時計算出主纜鍍鋅層腐蝕完畢所需時間,取較小值作為主纜鋼絲基體開始腐蝕的時間;根據(jù)依托工程主纜所處環(huán)境的溫度、相對濕度、主纜恒載作用下的應(yīng)力值等計算主纜鋼絲的腐蝕電流密度;以腐蝕電流密度為基礎(chǔ),分析鋼絲在均勻腐蝕情況下的截面損失率以及彈性模量的損失量,并在此基礎(chǔ)上提出主纜腐蝕... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

湘西能灘吊橋

7第二章懸索橋主纜構(gòu)成及病害2.1懸索橋主纜在懸索橋建設(shè)早期，歐洲與美洲使用眼桿作為懸索橋的主纜。眼桿可以在橋梁不同位置處隨著主纜內(nèi)力的不同而改變眼桿的截面，從而達到節(jié)約材料的目的。1931年，主跨為340m的佛洛里亞諾波利斯橋順利通車，該橋為了節(jié)省成本，在跨中位置處將主纜與上弦桿合二為一。我國公路史上修建的第一座現(xiàn)代鋼鏈吊橋，湘西能灘吊橋就是采用眼桿組成的主纜。該橋由我國杰出的工程師周立夫設(shè)計而成，于1938年5月順利通車。由于當(dāng)時條件有限，該橋主跨跨徑僅為80m，橋梁總高為20m，橋面每輛車負載不超過10噸。該橋主纜由65根鑄鋼眼桿相互鏈接而成，圖2-1為能灘吊橋。圖2-1湘西能灘吊橋圖2-2撫順天湖懸索橋然而，由眼桿相互鏈接而成的主纜有一個巨大的安全隱患，即一旦其中任意一個眼桿出現(xiàn)斷裂，則整個橋?qū)茐�。由于這一缺陷，此類型的懸索橋逐漸退出歷史舞臺。懸索橋主纜鋼絲的材質(zhì)與橋梁的跨徑同樣有著很大的關(guān)系，鋼絲繩的彈性模量大約在1.6×105MPa，而平行鋼絲的彈性模量為1.95×105MPa，即兩種鋼絲在同樣拉力作用下鋼絲繩的應(yīng)變更大。目前幾乎所有的現(xiàn)代化懸索橋均采用平行鋼絲主纜，然而對于某些中、小跨徑的懸索橋，考慮到經(jīng)濟效益，一般更偏向于采用鋼絲繩組成的主纜，圖2-2為我國撫順天湖懸索橋，主纜采用的就是鋼絲繩材料。對于大跨度懸索橋，鑒于安全性以及綜合效效益，主要采用的是平行鋼絲組成的主纜。。相比于鋼絲繩主纜，平行鋼絲主纜主要有以下優(yōu)點：（1）抗拉、抗疲勞強度高；（2）彈性模量高；（3）主纜制作簡單；（4）防腐措施簡便；現(xiàn)代懸索橋例如丹麥大伯爾特橋、江蘇潤揚長江公路大橋、日本明石海峽大橋、武漢陽邏長江大橋等主纜均是由平行鋼絲組成。

10架設(shè)工期工期較長工期較短鋼絲交叉性鋼絲易交叉鋼絲不易交叉經(jīng)濟性基礎(chǔ)材料費高耗費人力、工時鋼絲間摩擦影響摩擦大摩擦小受風(fēng)影響鋼絲排列易亂不受影響2.1.3主纜的形式懸索橋的主纜布置形式大部分為在橋面兩側(cè)各布置一根主纜。極少數(shù)懸索橋采用4根平行的主纜，美國的維拉扎諾懸索橋（圖2-3）及喬治華盛頓懸索橋（圖2-4）均采用此類主纜。4根主纜均與吊索連接，吊索與加勁梁相連，共同組成受力體系。圖2-3美國維拉扎諾懸索橋圖2-4美國喬治華盛頓懸索橋?qū)τ谀骋惶囟ǖ膽宜鳂�，如果鋼絲直徑確定，則無論采用AS法或者PPWS法施工，主纜總鋼絲數(shù)N為一定值，即鋼絲束股a與每根鋼絲束股中的鋼絲數(shù)量b的乘積等于總鋼絲數(shù)N。然而對于不同的施工方法，AS法施工時使用牽引索來回編絲，使得每根索股中的鋼絲數(shù)量遠大于PPWS法施工時的數(shù)量。我國懸索橋設(shè)計規(guī)范[21]中PPWS法施工時索股中鋼絲數(shù)量采用91絲、127絲等，采用AS法施工時索股中鋼絲數(shù)量可達500絲以上。采用空中紡線法（AS法）架設(shè)主纜時，可采用如圖2-5所示斷面。（a）（b）（c）圖2-5采用AS法時主纜索股排列形式采用預(yù)制平行索股法（PPWS）架設(shè)主纜時，主纜索股宜排列成正六邊形，

【參考文獻】：
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博士論文
[1]橋梁拉（吊）索損傷后力學(xué)分析及安全評價[D]. 徐宏.長安大學(xué) 2008



本文編號：3522917