宜宾小南门金沙江大桥桥面系断裂事故分析与修复_黄道全

=
15 X ) Ma ( P
7朽
,
预 应 力 混 凝 土用
、
钢 绞线 ( G B / 巧 2 2 4 ) 外 套 无缝 钢管 钢套 管 内填水 泥 砂 浆 构成
口 =
钢 绞 线 未 作镀 锌处 理 其设 计 控 制应 力
51
、
6 17 M a P
。
通车
11
年后 于 2 田 l 年
,
11
月
,
7 日晨 4
防腐
耐 久性
桥 面 系断 裂
修 复方 案
一 概
宜 宾小 南 门金 沙 江 大桥建 成 于
, ,
、
述
n1
1空 哭) 年 6
,
月 其 结 构 形式 为 2 4 ) (
R
。
,
中承 式 混 凝 土 双 肋 拱桥
1 的2
一
。
全桥 共
7 片 横 梁 利 用柔 性 吊 索 与 主 拱 肋 相连 吊 索 采用 强 度 级 别 有 1
重锈 :
:
:
:
: 中锈
5
3
:
锈断
锈断
:
3 3
:
重锈
:
:
中锈
:
锈断
:
:
重锈
:
4
:
86
桥 梁 改造 与加 固
续 上表
飞磷热
6
7
北岸 l
下游 侧 ) 吊 索 (N
南岸 s 1 吊索 ( 上 游侧 )
l 南岸 s
吊索 ( 下 游 侧)
锈蚀 状况 分 类 中锈
:
锈 蚀状 况分 类
:
锈蚀 状 况 分 类
:
: 重锈 2
范文 理
( 四 川 省 川 交 公路 工 程 咨 询 有 限 公 司 )
( 西 南 交通 大 学 )
, ,
摘
要
对 宜 宾 小 南 门 金 沙 江 大桥 桥 面 系 断 裂 事故 原 因做 了 简要 的 分析 介 绍 了修 复 方 案 对 同 类
。
型 桥 梁 提 出 了 有 益 的 建议
关健 词
应 力 腐性 断 裂
又 恶 化 了 应力
。
当腐 蚀 介质集 中 作用在 钢绞 线 的 锈蚀 或 裂纹 等 敏感 区 ( 高应 力 集 中处 ) 其 裂 纹 的扩 展
, , 。
,
便是 应力 和 腐 蚀结 合作 用 的结 果 裂 纹 沿 晶 面 ( 晶粒 之 间 ) 或 穿晶开 展 最 终 因 横断 面 减少 发生 脆 性破 坏
1 股 钢绞 线 ( 共 根 据 腐 蚀程 度 的 不 同 将 每 根 吊索 2
3
,
,
14 7
,
丝 ) 划 分 为 中锈 ( 锈 坑 ) 重
、
锈 (直 径 明 显 变细 ) 和 锈 断 ( 陈 旧 性 断 裂 ) 等
受缺 陷深 度 为
,
.
类 (表
l
)
。
从 表 中可 以 看 出 吊索 钢 绞 线 已 严 重 不 符 合钢
固
。 。
,
(7 ) 根据 发达 国家 和 地 区 的 经验 大 规模 的工 程 新 建 一 段 时 间 后 必 然 会 出 现 大规 模 的 工程 维 修 加
,
,
根 据 我 国有 关部 门和 专 家 的预测 由 于 我 国 国 情 的 缘 故 结 构 的安全 度 相 对较 低 车 辆 超载 也 比较
锈断 锈断 锈断
:
中锈
:
2
4 l l 2
重锈 重锈
:
2
1 5
锈断 锈断
锈断 锈断
3 2
l l 2
中锈 中锈
:
0
l
重锈
重锈
:
5 6 6
4
锈断 锈断 锈断
:
:
2
:
:
3
l l 4
中锈
:
:
:
:
:
O
l
中锈 中锈
中锈
:
重锈 : 重锈 :
3
4 3
:
: 中锈
重锈 : 重锈 :
重锈
:
:
中锈
中锈 中锈
:
:
0 0
0
重锈 :
而无 任何 预先 的征 兆
三 吊索 应力 腐蚀 断裂分 析
.
、
1
预 应 力钢材 对腐 蚀 极 为 敏 感
.
高强 度预 应 力钢 材 多 采用 中碳 材料 ( 含 碳 量
,
0
7%
一
.
0
9%
) 调 质后 经 冷 拔 而 成 其 工 艺 过 程 大 大 降
。
,
低 了 材料 的塑 性 ( 延 伸率 鉴 4 % ) 它们 对应 力 腐蚀 或 氢脆 具有更 敏感 的 脆性 破 坏 的可 能性
,
、 ,
、
。
(6 ) 通 过对需 要维 修加 固桥 梁病 害原 因 的 研究 从 中找 出 带有 规律性 的东 西 总 结经 验教训 为今 后
,
,
新 建工 程 的相关 规范 标 准 的修改 完善 提供参 考 用 以 指 导新 建 桥梁 的 设 计 和 施工 避 免 类 似 的 桥 梁病 害再 次发 生
锈断 锈断
锈断
1
1
4 中锈
:
3
重锈 重锈
1
:
3
锈断 锈断 锈断
诱断
1
中锈
4 中锈
:
1
重锈
重锈
:
份断
2
:
2
4
中锈 中诱 中锈 中诱 中锈 中诱
:
2
重锈 重锈
:
:
3
:
2
重锈
1
:
:
:
3
:
O
:
份断
:
5
a 9
:
3
3
:
中锈 中锈 中锈 中拐 中锈 中锈 中锈 中拐
:
: 重锈 5
:
l
中诱
:
O
: 盆锈 3
锈断 : , 断汉 份断 币
3 份断 :3
4
:
O
重拐 重诱
重锈
:
锈断
锈断
:
6
:
2
重锈
l
:
3
:
2
中份 中份
:
2
: , 幼 3
l0
:
l
:
l
:
5
:
重锈
:
4
锈断 汉
3
:
O
, 份
:
1
l l
、
:
O
:
1
6 锈 断 :6
:
1
: : 宜幼 3 锈断
中 饼 :O 中锈 中锈
中锈
:
, 协 :3
12
:
O
重锈
:
1
拐断
:
6
:
】
重锈 宜锈 宜锈 重锈 重诱 重锈
全 部 锈断
中锈
中诱 中锈
:
1
:
3
:
3
2
: 中诱 O
’
: : t 杨 6 份断 l
:
l
:
4
:
中锈
中锈 中锈 中锈 中锈
:
。
: : , 锈 6 锈断
l
l8
19
:
0
:
2
:
5
:
4
重锈
重锈
:
3
锈断 锈断
:
0
:
全 部锈 断
全 部锈 断
:
1
:
5
l
匆
2l
:
2
重锈
:
4
份断
:
1
全部锈 断
重锈 2 4
:
:
O
: : 重 份 6 锈断
质t 检 验也 是 应 当 高 度 重 视 的 要的
。
、 、
。
对特 别重 要 的桥梁 在维修加 固 结束通 车前进行荷 载试验也是 必
,
, ,
,
(5 ) 为 了 方便 今后 的运 营 管理 像新 建工 程一 样 旧 桥 的维修加 固 应 该提 供完 整无缺 的技 术资 料 包
括设计 图纸 和 文件 施工 记 录 检 测资 料 试 验 资料等
,
。
,
,
。
,
·
一
·
。
,
,
,
。
显 然本 桥 吊 索钢 绞 线 的 使 用 环 境 和 高 应 力 工 作状 态 极易 发 生 应 力 腐 蚀
2
.
,
。
恶 劣 的腐 蚀 环 境
、 , ,
结 构使用 的 腐蚀 环境 可 用 气 相 液 相 和 固相 来描 述 水 和空 气 中的 污 染 物 构成 了 大 气 的 腐 蚀 环 境
据 国 际 预应
宜 宾 小 南 门 金 沙 江 大 桥桥 面 系断 裂 事故 分 衍 与 修复
, , , ,
80 7
r % 应力 腐蚀 占 到 7 力 混凝 土 协会 仔罗 ) 统计 预 应力 钢材 的 破 坏 中 腐蚀 疲 劳约 占 o 5 % 以 上 而 其 中寿
0 % 究其 原 因 潮 湿 的环 境 腐 蚀介 质 的 作 用 和 防 护 不 当等 约 占 7 5 % 对 预应 力 命 超过 5 年 的 仅 占 5 二 。 。 3 9 R 石 来 表 达 断裂 时 间 钢 材 的腐 蚀 敏感性 J lp 形 成标 准 的 试验 办 法 进行 评 价 并 利 用 公 式 L c 口 。 在 相 同的 腐蚀 环 境 中 使 用应 力 愈 高 或 采用 的 材 料实 际极 限 抗 拉强 度 R 愈高 其断 裂时 间 L 愈低
三 根取样 吊 索 钢 绞线腐 蚀情 况统计 表
、
,
;
表
S 吊索 ( F 游 侧 ) 南岸 1
l
味之绝
l 2 3 4 5
北岸
NI
吊索 ( 下 游 侧 )
l 吊索 ( 上 游 侧 ) 南岸 s
锈 蚀状 况 分 类 中锈 中锈
:
锈蚀状 况 分类 类
:
锈蚀 状 况 分类
:
0 2 3 2 0
重锈
重锈
:
1
l
锈断 6 锈断
,
绞 线 的标 准要 求 ( 注 : G B / 5 T 22 4 要 求 钢 绞 线 不 得 有 目视 可 见 的 麻 坑 国 际 预应 力混 凝 土 协 会 ( F I ) P 可接
0
以d 或
.
0
5 0
~
) ; 断裂 前 断 口 附近 已 因 腐 蚀 而 使断 面 受 到 较 大 程度 的 削 弱
, ,
、
、
。
( 4 ) 桥 梁 的维 修加 固不 同于 新建 不 管采 用 那 一 种加 固 方法 质 量 控 制都是 难度 最大 和 最 为关 键 的
, ,
,
,
。
因此 在维 修加 固前 制定 切 实可 行 的方 案 和 详 细的 施 工工 艺是 必 须 的 而 施 工 中的质 t 控制 和 完成后 的
“
”
Байду номын сангаас
准和 规 范 的 基础 上 针对 行业 特点 尽 快 地制 定和 完善 公 路桥 梁 维修 加 固 的 设 计 施 工 规 范 和 相 应 的 材 料 标准 已 经 显 得越 来 越 迫 切 和 重 要
, 。
,
,
、
宜 宾 小 南门 金沙江 大桥桥面 系 断裂 事故 分 析 与修 复
黄道 全
谢 郑珠
8以
W 桥梁 改造 与加 固
,
键 部位 的 局 部受 力情 况 尚需 进一 步做 工 作
,
、 、
。
(3 ) 由于 我 国 目前 的桥梁维 修加 固基 本上 是借 鉴 国 内外 的 已有 工 程 实践 的经 验 对 一 些 维修加 固措
,
施 和 材料 如补 强粘 接 剂 碳 纤维 片材 植筋 工艺 等 的 适用 性 设计 计算模 式 材 料 的物 理 力 学性 能 和 耐 久性 等还播 做进 一 步 的试 验 验证 和 实 体测试 以 积 累数 据 使之 上 升 到理论 的 高 度
重锈
:
3
锈断 锈断
:
3
O
: : , 锈 3 锈断 4
l3
全部 锈 断
:
l
:
3
:
3
:
O
重拐
:
1
锈断
:
6
l4
断 全部份断
全 部锈断 断
:
1
:
4
锈断 锈断 锈断
锈断
锈断
:
2
:
O
: : 重 锈 3 拐断 4
l5 l6
17
:
l
:
4
:
2
: : 中诱 O 重 切 6
. 断
:
l
全部 诱断
全 部锈 断 全 部锈 断 全 部锈 断 全 部锈 断
。
,
NS
号 吊 索在 横 梁 顶 面 处 也 已 断裂 其余 吊索 在横 梁 顶 面 处均 存在 着 比 较严 重 的 腐蚀 现 象
截取
3
根 含 断 裂 部 位 的 残 留 吊索
。
。
观 查 断 裂面 上 钢绞 线断 口 的 性状 如 下
,
:
,
(l ) 断 口 附 近 的 钢绞 线 有 大量 腐蚀 产 物 钢 绞 线 已 被 严重 腐 蚀 约 5 0 % 钢 绞 线 为 陈 旧 性 断 裂 其钢 丝 有 明 显 的 腐 蚀坑
,
,
;
(2 ) 钢 绞 线 的 断 口 基本 表 现 为 ( 一 次性 加 载 的 ) 脆 性 断 裂 大 部 分 锈 蚀 严重 的 钢 丝 无 明 显 塑 性 变 形 发 生 个 别 较为 完好 的 钢 丝 断 裂处 有 塑 性 变 形 现 象 ; (3 ) 断 口 未 见 光 亮 区 不 属 于 反 复应 力作 用 下 裂 纹 逐 步 扩 展 的 疲 劳 或 腐蚀疲 劳 断 口
。
6 卷 第 1 期题名为 宜宾市 酸 雨 污染及 防 治对 使腐 蚀 的 电 化学 反 应 得 以 进行 《四川 环 境 》 1卯 7 年 第 1 一 2X ( X ) 年宜 宾 市城 市 历 年 降 水 6 策 和 宜宾 市环 境检 测局 提供 的 宜宾 市降 水检 测 结 果 统 计 所 作 的 19 8 ( 刃 年 各 年度 降 水 9 8 及 酸 雨 测 定结 果 表 明 从 1 6 年至 2 x 声 值 均 在 5 0 以下 酸 雨 中游 离 的 刘 离 子
805
二 吊索断 裂 特点
从 断 裂 部 位及 未 破 坏结 构 现 状 来 看 只 是 南北 两 岸桥 面 的短 吊 索 于 横 梁顶 面 区 域 发 生 断 裂 破坏 其
主 体 结构 拱 肋 完好 未 见 破 坏痕 迹 锚 头 也 未 见 滑 丝 现 象
,
,
、
,
,
,
。
在 以 后 的 修 复施 工 期 间 发 现 北 岸 上 游 侧
, , 。
,
,
,
,
普遥 所 以 这 个 阶段 的到来 可 能 会早些 因 此 在 中国 工 程 建设 标准 协会 已 经 制 订颁 布的 混 凝 土 结 构 加 固技 术 规范 碳 纤维 片材 加 固 修复混凝 土 结 构技 术 规程 混 凝 土 用 建筑锚 栓 技术 规 程 等有 关标
”
、
“
“
”
、
1
合
计
: 1 中锈 6
锈断
:
10 7
中锈 2 8
:
重锈 5 7
:
锈断 6 2
:
中锈
:
1
: 8 重诱 5
: 5 锈断 1
分类 比 例
中锈
重锈
:
1 %
: 1 % 中锈 9
中锈
:
7肠
:
6% 1
重锈 3 9
: :
%
重锈 绍 %
: : 锈断 3 5 %
3% 锈断 7
:
锈断 4 2 %
: 1 % 中锈 2
: 重锈 3 8 %
诱断 功%
:
。
从上 述 分析结 果可 以确定 吊 索属 于 钢 绞 线 应 力 腐蚀 断 裂 ( 义 C ) 应 力 腐蚀 不 同 于 一 般 腐 蚀 应 力 腐蚀 是腐 蚀 和 静拉 应力 共 同作 用 的 结果 该 应 力可 以是 残余 应力 也 可 以 是外 加 应 力加剧 了腐蚀 腐 蚀
,
, 。 ,
:
) 左右 南 ( S ) 北 ( N ) 岸 编 号 为 ( 3
4
、
S 2
3 s
、
NI
共
4
对
8
l
根 吊素在 与横 梁 相 连部 位 突然 发 生 断 裂 致 使 两 岸 共
)
。
片 横 梁 及相 连 的 桥 面 板 人 行道 坠 落 江 中 ( 图
宜 宾 小 南 门 金 沙 江 大 桥桥 面 系断 裂 事故 分 析 与 修 复