斜拉桥拉索损伤模拟方法及其对索力和挠度分布规律的影响
2016-04-10葛俊颖苏木标
中国铁道科学 2016年3期
葛俊颖,苏木标
(1.石家庄铁道大学 土木工程学院,河北 石家庄 050043;2.石家庄铁道大学 大型结构健康诊断与控制研究所,河北 石家庄 050043)
拉索是斜拉桥的关键受力构件,也是斜拉桥结构体系中最容易出现病害损伤的构件。在已发现的斜拉桥病害损伤中,出现在拉索上的病害占了绝大部分。斜拉桥的设计生命周期通常为100年,而拉索由于病害损伤多发,一般用15~20年就要全部更换一次。拉索的损伤对于斜拉桥结构的安全性、整体性以及静动力特性都会产生不利的影响。及早识别拉索损伤并及时采取必要的措施可有效地避免它对斜拉桥的不利影响,并保证桥梁结构安全运营。如何准确模拟拉索损伤对准确把握拉索损伤后斜拉桥的实际受力状况、动静力特性变化规律以及索力和主梁挠度的分布规律具有重要意义[1-4]。
斜拉桥的拉索多采用平行钢丝束或钢绞线制作[2]。根据拉索的常见病害(见图1),本文将拉索的损伤按损伤程度的不同分为断丝损伤和未断丝的局部损伤2种情况分别进行模拟。对平行钢丝束拉索,断丝损伤是指某一根或多根钢丝完全断裂失效;对钢绞线拉索,断丝是指某一根或多根钢绞线整根断裂失效。断丝损伤的特点是拉索损伤后,断裂失效的钢丝或钢绞线与完好的钢丝或钢绞线之间没有约束,断裂的钢丝或钢绞线整根不再受力。局部损伤多为局部锈蚀,是指拉索中部分或全部钢丝或钢绞线都出现了损伤,但没有出现断丝,只是它们的截面被削弱。……
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