大跨度悬索桥吊杆运营期的安全评估
2021-04-15谭红梅
河南城建学院学报 2021年6期
曾 勇,谭红梅,贺 浩,唐 鹏
(1.重庆交通大学 省部共建山区桥梁与隧道工程国家重点实验室,重庆 400074;2.重庆交通大学 山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心,重庆 400074)
悬索桥关键传力构件是吊杆,主梁上的荷载被吊杆传给主缆。能否保证吊杆在运营过程中的安全性,对悬索桥正常运营有着很大的影响。目前,国内外吊杆在运营过程中出现了多种病害[1],大量使用期缆索承重桥梁失效事故都是由吊杆失效引起的[2],引发这些问题是由于钢材的腐蚀以及疲劳导致吊杆钢丝的损伤。
花费5 000万美元的委内瑞拉Maracaib桥耗用了2 a时间替换在锚固端有严重锈蚀现象的吊杆。法国St.Nazaire桥的封闭式钢铰线斜吊杆在使用几年后出现了锈蚀。使用了3 a的德国汉堡的Kohlbrand Estuary桥,把全部的倾斜吊杆都更替了,一共耗费了6 000万美元。受紫外线的作用美国Pasco-kenewick桥的吊杆保护套,仅运营了3~5 a就全部失效,与原先25 a的预期使用寿命相比差距较大。
吊杆的病害带来了巨大的经济损失和不良的社会影响,因此对吊杆进行运营期安全性分析至关重要,而且为了预测吊杆的剩余使用寿命,对吊杆安全性进行分析,也是制定检测、维修和管理决策的有效依据。
本文针对组成吊杆的高强钢丝本构关系的不均匀性,结合钢丝延脆性模型和Monte Carlo随机抽样方法,建立了吊杆强度评估模型,对桥梁运行工况下吊杆的安全系数变化以及可靠度进行了分析,并用来评估吊杆的安全性和剩余寿命,达到了解吊杆退化规律和剩余使用寿命的目的,同时根据既有的定期检测数据资料,详细分析了某投入使用多年的大跨悬索桥吊杆的安全性。……
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