请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版
我的账户
52监测网

安全监测行业网站

亲爱的游客,欢迎!

已有账号,请

如尚未注册?

52监测网 首页 行业资讯 专家报告

第86期 桥梁索体系特殊检测技术

2020-6-11 14:00
来自: 52监测网 收藏 分享 邀请

【52监测网】第86期 桥梁索体系特殊检测技术


52监测网专家报告分享-第86期

桥梁索体系特殊检测技术
林阳子  广东省交通规划设计研究院股份有限公司


目录

一、桥梁索杆PE外观爬索机器人检测
二、桥梁索杆内部锈蚀断丝无损检测
三、主缆索夹螺栓预紧力检测及同步复拧

内容简介

一、桥梁索杆PE外观爬索机器人检测技术

帕索机器人索杆PE外观检测

桥梁索杆PE防护层损伤表现为横向开裂、纵向开裂、刮痕、断开、起皱,脱层、凹坑、翘皮等。


其损伤主要原因主要有以下几点:

1)PE护套长期暴露在空气中,经受着紫外线的照射、雨水冲淋、有害气体的腐蚀和拉伸应力的作用。
2)拉索承受的荷载不同,在活载等的作用下存在着交变拉应力。这种往复变化将破坏防护系统的整体性。
3)施工时对索体的保护措施不够,索体很容易发生损伤。

桥梁索杆外观检查主要手段和方法

桥梁索杆检测方法和手段:
人工目测、吊篮、爬索机器人、卷扬机、支架

爬索机器人作为最便捷、安全、高效率、全方位一种有效手段被广泛用于索杆的外观检查

索杆检测机器人工作原理

检索机器人由4个主动轮组成,主动轮的上、下用弹簧连接,提供机构对拉索的夹紧力,通过调整主动轮上行走滚轮间距可方便安装于不同直径的拉索。由于行走滚轮组合成“V”字形,可防止车体偏离拉索。整个机构自重15kg,电池和CCD摄像机及附加装置共重3.5kg。机器人爬升力由主动轮与拉索表面摩擦力提供。

爬索机器人的检测优势

1)强适用性:通过调整主动轮上行走滚轮间距可方便安装于不同直径的拉索;且主动轮间用弹簧连接,可跨越缠绕线、破损等障碍。
2)智能便捷:动力系统内置于机器人内部,无需外部供电;通过无线控制调节机器人在拉索上自由前进、后退以及悬停,高空采集视频实时无线传送到地面接收端并保存。
3)安全高效:取代人员高空检测作业,保证检测工作的安全、高效的开展。

检测结果优势

4)高度保真:视频图像无变形等失真现象

◇可360度无死角同步观察索杆外观病害情况;
◇计米准确记录每个病害的具体位置;
◇可同步记录桥梁及索号信息,避免后处理混淆错乱;
◇经滤光及焦距调节等处理,拍摄视频图像无变形等失真现象。


病害图片整理,根据照片判断病害类型、病害程度、病害等级等,最后形成报告。

检测内容

根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)规定,斜拉索PE外观常见病害类型分为8类。


斜拉索PE护套病害分布图

斜拉索PE护套管病害分布图

检测结果统计


技术的进一步发展

◇重点项目的要求
•更高清的检测效果;

◇千米级斜拉桥的挑战:
•更远、更稳定的遥感和传输;
•更稳定的动力性能;
•避免对拉索PE和缠绕线的损坏;
•更稳定的抗环境干扰能力,多台设备同时作业的需求;
……


•更强适用性、更多样的设备超大直径拉索的需求;
•悬索桥双吊杆、三吊杆检测;
……

二、桥梁索杆内部锈蚀断丝无损检测技术

桥梁索杆系统作为长大跨径索体桥梁的主要承重结构,一旦出现损伤,将降低结构的使用性和耐久性,并且可能造成桥梁结构发生灾难性的突发破坏事故,造成极为恶劣的社会影响和惨重的经济损失。


案例:2019年10月1日上午9时许,台湾宜兰县南方澳跨港大桥发生意外垮塌事故,一辆油罐车随桥掉落水中,事故已造成10人受伤5人失踪。油罐车驶过跨中后不久,跨中靠右侧第一根吊杆与拱圈连接部位最先发生断裂。


桥梁索杆内部无损检测的必要性

◇降低风险。新疆孔雀河大桥经除吊杆内部损伤检测之外的详细检测,评定桥梁状态良好,在短短数月之后就发生了吊杆锚头区域断裂、桥梁垮塌事故;


◇减低浪费。国内许多座已开展了换索工程的桥梁,根据对更换下来的桥梁索杆进行破坏性检测时,却发现大部分拉吊索未实质受损,造成了极大的浪费,业主意见很大。


◇中华人民共和国交通运输部2011年批准实施的《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)中,要求悬索桥、拱桥的吊杆和斜拉桥的斜拉索需开展锈蚀断丝的检测工作。

桥梁索杆检测方法及分析


漏磁法、弱磁检测法、磁致伸缩导波法在桥梁桥梁索杆检测中最有应用前景,具有非常重要的科研和工程价值。


弱磁/漏磁检测

1)检测结果可分辨缺陷的分布形式;
2)两种检测方法需全索范围爬索检测,有彩灯等干扰时不可检; 
3)由于传感器无法到达锚头区域,导致该区域不可检,同时在索端部位1~1.5m范围为检测盲区;
4)漏磁检测法仪器较重,实施难度较大。且传感器吸附在桥梁索杆上传感器与PE间存在较大摩擦,传感器通过提升系统在桥梁索杆行走过程易对PE造成磨损。

基于磁致伸缩的导波检测


磁致伸缩导波检测 

1)简便高效:仅在桥面附近的索体段安装相关传感器即可实现全索范围(包括锚固区域索体)的内部锈蚀断丝检测;
2)无损先进:避免了破损检测对桥梁索杆防护系统造成的严重损害;不需爬索检测不对PE造成磨损;
3)准确高精:检测系统较理想状态下可检测出2%以下的截面金属损失;
4)无扰交通:实现在不封闭交通下的桥梁索杆内部锈蚀断丝检测。


室内试验


现场桥梁检测应用

根据以往部分工程项目资料整理了包括22座索杆桥梁上进行的914根索杆的内部锈蚀断丝导波测试结果,其中包含悬索桥7座,斜拉桥12座和吊杆拱桥3座。


根据检测数据及分析结果,对存在异常波形的位置进行开窗验证


为保证结构使用耐久性和安全性,建议对可能存在钢丝锈蚀的斜拉索进行定期跟踪检测,以确保桥梁的安全运营。

三、悬索桥索夹螺栓预紧力检测及同步复拧维修技术

(1)概况


检查发现悬索桥索夹上方与主缆连接位置的防护材料存在多处开裂,吊索索夹防护病害位置及照片如下图所示。分析是由于桥梁投入运营至今,索夹螺栓轴力下降,导致索夹与主缆间的摩擦力不足造成滑移,故需对高强度螺栓的预拉力进行检测、复拧后对主缆修复。

(2)索夹螺栓拉力降低机理

螺栓拉力降低的几个主要原因是:

(1)镀锌钢丝的锌蠕变,(2)镀锌钢丝的重新排列,(3)螺栓松弛。

螺栓拉力的降低原理是:

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)主缆直径变化导致螺栓拉力逐渐降低,(3)在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。


(3)设计加工检测维修平台

为满足检测与维护作业需要,设计加工沿主缆爬行的检测、维护工作平台。


(4)索夹螺栓预紧力检测

索夹螺杆预紧力检测

(1)索夹病害普查。对桥梁索夹进行检查,以0.3kg小锤轻轻敲击螺帽,以手指感知是否松动和拉杆断裂开动。

(2)采用特别设计的螺栓拉拔器对高强螺栓预张拉进行检测。

索夹螺栓预紧力检测复拧

抽取1-11#和1-5#两处主缆开裂位置对应的索夹高强螺栓进行检测,检测结果如下表所示。从检测结果可以看出,高强螺丝均存在较大的预紧力衰减,大部分螺丝预紧力剩余值不及设计值的50%,按实际施工施加的力值计算,部分螺栓实际衰减比例高达80%以上。


索夹螺栓预紧力同步复拧

索夹预紧力补足紧固

索夹螺栓轴力下降导致索夹与主缆间的摩擦力不足造成滑移,需对高强度螺栓的预拉力进行复拧补足。

(1)张拉设备。采用的张拉设备为液压螺栓拉拔器,根据螺栓数量最多情况准备多台设备同时工作。

(2)螺栓预紧力紧固实施。大桥索夹为销接式索夹,对一个索夹的全部螺栓进行同步张拉。同步张拉到预设值后,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必须为同一操作者。

(3)液压螺栓拉拔器完成索夹螺栓紧固补充后,使用特制螺栓拉伸器监控、检查索夹螺栓轴力,发现局部轴力下降值过大,应及时补充轴力,预紧螺栓,使轴力满足要求,确保施工与结构的安全。

桥梁索体系特殊检测技术
林阳子  广东省交通规划设计研究院股份有限公司

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋
该文章已有0人参与评论

请发表评论

全部评论

亿呀~亿呀~
粉丝4 阅读108 回复0
关注我们
自动化监测技术交流

客服电话:010-62978778

客服邮箱:admin@52jiance.cn

周一至周五 8:30-17:30

地址:北京海淀区信息路甲28号B座09B

Powered by Discuz! X3.2@ 2001-2013 Comsenz Inc. 京ICP备16000992号-2 京公网安备 11010802022300号