【索夹螺栓检修】主缆索夹滑移机理分析及检测复紧技术
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2024-05-06 08:48
广东
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悬索桥是以通过索塔悬挂并锚固于两岸或桥两端的缆索作为上部结构主要承重构件的桥梁，利用主缆和吊杆作为主梁的悬挂体系，主缆和吊杆通过索夹相连，从而使吊杆能将活载和加劲梁包括桥面系的恒载通过索夹传递到主缆。因此索夹位于每根吊索和主缆的连接节点上，以套箍的形式紧箍在主缆上，它在主缆上夹紧后产生一定的摩阻力来抵抗向下滑移，从而固定了吊索与主缆的节点位置。同时也是固定主缆外形的主要构造。随着使用时间的增长，部分悬索桥索夹上方的主缆会出现开裂，甚至开裂达到了数公分。
难道真是索夹调皮捣蛋玩滑梯吗？真实的原因是这样的！
随着使用时间的增长，悬索桥索夹螺杆必然会存在张拉力下降的现象。若索夹螺杆张拉力过小，将导致摩擦力降低，并有可能导致索夹滑移移位，并导致内力重分配，并可能使主梁线形发生改变。造成索夹滑移的主要原因是螺杆预紧力的损失，而螺栓拉力降低的几个主要原因是：镀锌钢丝堆型排列的蠕变测试验证了主缆镀锌层的蠕动，荷载使主缆内钢丝排列变化可导致主缆截面出现较大变化。螺栓拉力的降低原理可以描述为以下：
（1）镀锌钢丝发生线接触的蠕变，并由于锌层的塑性变形导致线接触变为面接触
（2）主缆直径变化导致索夹螺栓拉力逐渐降低
（3）在索夹螺栓拉力重新紧固后，接触面上继续发生蠕变
（4）主缆直径再次降低，螺栓拉力随之降低
通过已有的资料可知，国内外相关悬索桥施工过程及施工完成后一定时间对索夹螺杆进行检测，均发现存在较大程度的衰减，其中日本关门桥悬索桥索夹螺栓松弛（或称预紧力损失）的试验和实测情况如下表所示：
日本关门桥索夹螺杆松弛情况表
规范要求在桥梁竣工后或每运营几年后就需要对索夹螺栓的拉力进行检测，如果螺栓拉力比设计预计的降低程度更大，则要重新对螺栓进行紧固，以满足设计规定的抗滑移安全系数要求。为满足检测与维护作业需要，一般可以结合桥梁主缆的具体结构，设计加工沿主缆爬行的检测、维护工作平台。
索夹螺栓的检测首先对索夹及螺杆病害普查。以小锤轻轻敲击螺帽，以手指感知是否松动和拉杆断裂开动。进而采用特别设计的螺栓拉拔器对高强螺栓预张力进行检测。悬索桥索夹整体刚度很大，需要对一个索夹的全部螺栓进行同步张拉复紧，否则对螺栓单个张拉复紧将对索夹受力造成不利影响。
采用的张拉设备一般为液压螺栓拉拔器，根据桥梁单个索夹的螺栓最多数量准备，选择合适型号的液压泵站作为动力单元。同步张拉到设计值后，以对称方式对全部索夹螺栓用自制扳手将螺母拧紧，施拧人在张拉试验和张拉施工中一般为同一操作者。完成索夹螺栓紧固补充后，使用螺栓拉伸器再次检查索夹螺栓预紧力，发现局部轴力下降值过大，再次及时补充轴力，预紧螺栓，使轴力满足要求，确保施工与结构的安全。
国内修建了许多大型悬索桥，武汉杨泗港长江大桥、舟山西堠门大桥、润扬长江公路大桥、香港青马大桥等均为跨度世界前十的桥梁。悬索桥在桥梁竣工后或每运营几年后就需要对索夹螺栓的拉力进行调查，如果螺栓拉力比设计允许的降低程度更大，则要重新对螺栓进行紧固，使索夹持续满足设计规定的抗滑移安全系数要求。否则索夹一旦滑移移位，将可能使主梁线形发生改变并导致内力重分配，该变化过程具有持续发散增长效应，结果不可逆，恢复极其困难。主缆索夹滑移机理分析及检测复紧技术内容就简单介绍到这里，如果大家对其中内容感兴趣可以跟我们联系（微信手机：18666290404），咱们进一步交流。本硕博均就读于哈尔滨工业大学
本科3年提前毕业，26岁获工学博士学位
33岁评为正高级工程师，广东省优秀公路工程师
一级注册结构工程师，校外硕士生导师
交通部检测工程师，检验机构国家评审员
完成桥索检修省部级科研项目多项，获中国公路学会科学技术奖等多项；
开发出爬索机器人、锈蚀断丝检测系统等先进设备并获相关专利多项；
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