保障橋梁纜索安全，做好纜索用鋼絲檢測

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進程的推進，以及橋梁設(shè)計和建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，為了滿足更高的交通需求，更多大跨度橋梁建設(shè)并投入使用。因具有其他類型橋梁無可比擬的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢以及大跨度能力，加上符合工程美學(xué)要求的外觀，許多大型、超大型橋梁都建成懸索橋或斜拉橋等纜索橋梁。

 

橋梁纜索結(jié)構(gòu)是纜索橋梁的主要承重傳力構(gòu)件，主要包括懸索橋、斜拉橋和拱吊橋等的主纜、吊索和斜拉索。其安全耐久性能直接影響著橋梁的正常使用和整體安全，因此可以說橋梁纜索結(jié)構(gòu)是纜索承重橋梁的生命線。若橋梁纜索出現(xiàn)缺陷或傷損失效，造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)病害或劣化，就可能會導(dǎo)致橋梁垮塌，甚至出現(xiàn)人員傷亡的嚴(yán)重事故災(zāi)害，給各方帶來嚴(yán)重?fù)p失。

 

除少數(shù)斜拉索和吊索應(yīng)用過桿件和碳纖維增強塑料材料外，目前我國絕大部分橋梁纜索系統(tǒng)是由高強度鋼絲或鋼絞線、鋼絲繩等鋼絲制品組成。而纜索的斷絲情況直接關(guān)系到纜索的強度、壽命情況，從源頭把控鋼絲質(zhì)量，并有效、及時監(jiān)測纜索的斷絲對整個橋梁的安全運營至關(guān)重要。

 

 

斷絲成因

纜索鋼絲的破壞和失效有多種表現(xiàn)形式，銹蝕是鋼絲破壞的一種最初表現(xiàn)，而斷絲則是鋼絲破壞失效的一種直觀形式。通過分析發(fā)現(xiàn)，造成斷絲現(xiàn)象的原因有多種：

• 盤條本身的疏松、夾雜、氣泡、成分偏析等缺陷給成品鋼絲留下斷裂隱患點，隨著成品鋼絲在整體結(jié)構(gòu)中受力的持續(xù)，最終出現(xiàn)斷絲。
• 在架索和后續(xù)施工過程中，因扭絞、緊纜、索夾安裝、拆卸工作通道等操作不當(dāng)而造成的斷絲。
• 運營過程中受動態(tài)荷載作用，加上環(huán)境腐蝕、應(yīng)力腐蝕和疲勞等因素，造成鋼絲在使用過程中斷裂。
• 受生產(chǎn)工藝、不可抗力及其他因素而導(dǎo)致的斷絲。

 

加強質(zhì)量檢測與控制

橋梁纜索通常跨越江、河、湖、海，長期處于風(fēng)雨、潮濕和污染空氣的大氣環(huán)境中，非常容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，加上纜索所持續(xù)承受的動靜荷載等因素，大大增加了纜索在使用過程中的安全風(fēng)險。為滿足橋梁纜索對鋼絲各項性能的要求，應(yīng)從多個方面對鋼絲質(zhì)量進行檢測和把控，以防止在使用中出現(xiàn)問題。

 

 

• 加強原材料的理化成分分析和金相分析。

碳、錳、硅、硫、磷、銅等化學(xué)成分及雜質(zhì)含量等對鋼絲性能有著較大的影響，在CJ/T 495-2016《城市橋梁纜索用鋼絲》中明確要求，制造鋼絲用盤條的硫、磷含量應(yīng)不超過0.025%，銅含量應(yīng)不超過0.2%。另一方面，鋼絲的機械性能與其金相組織有著較為密切的關(guān)系，細(xì)密的金相組織可使鋼絲在延伸率與強度等方面具有更大的優(yōu)勢，所以對材料金相的檢測也不容忽視。

 

• 嚴(yán)格檢測鋼絲成品幾何尺寸。

若鋼絲幾何尺寸不符合相關(guān)要求，將會給橋梁纜索造成嚴(yán)重影響，應(yīng)通過包括鋼絲直徑、直徑偏差及不圓度等在內(nèi)的指標(biāo)對鋼絲尺寸進行檢測，若鋼絲有金屬鍍層，其公稱直徑、公稱截面積、每米參考質(zhì)量均應(yīng)包括鍍層厚度。

 

• 對纜索用鋼絲全面進行力學(xué)性能檢測。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，對鋼絲進行疲勞性能、抗拉強度、彈性模量、扭轉(zhuǎn)、伸直性能、冷鐓性能等方面的檢測。要通過科學(xué)的檢測方法和手段及時發(fā)現(xiàn)隱藏的質(zhì)量問題，以便采取積極的應(yīng)對措施，對于不符合相關(guān)力學(xué)性能要求的材料，要堅決不能使用。

 

 

在橋梁設(shè)計和建設(shè)時，充分考慮多種影響因素，對后期橋梁安全有著決定性的影響，而對于運營中的橋梁，持續(xù)的監(jiān)測和及時的維護依然十分必要。對于纜索結(jié)構(gòu)橋梁，若纜索存在銹蝕或斷絲時，應(yīng)根據(jù)實際及時進行檢查，尤其是當(dāng)斷絲較多時，應(yīng)制定完善的檢測和維修方案，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。