湖北楚天联发路桥养护有限公司

UHPC桥梁维修及加固,认准楚天联发

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公司简介

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湖北楚天联发路桥养护有限公司成立于2014年。经过五年的发展,公司已形成了公路养护技术研究新材料、新设备、新工艺的研发、设计施工等公路养护全产业链。业务含盖公路小修保养和大中修工程、公路桥梁维修和加固、公路路基路面改造、公路绿化施工和维护、公路养护新技术新材料新设备新工艺的研发和推广等业务。

公司坚持“创新引领发展”的理念。公司已与相关专业院校结战研发同盟,形成了完善的问题导向发现、理论支撑研究、材料设备研发、现场工艺实现的理论与实践有机融合的体系。

公司具有的刚性路面非开挖式综合处治、构造物饰面、机器人检测斜拉索、公路桥梁支座更换、桥梁梁体同步顶升、钢箱梁顶推等技术在全国处领先水平。公司已取得11项专利。

公司坚持“实力支撑发展”的理念。公司配备了学历互补、专业互补、经历互补的施工团队,项目现场实行了分工明确、责任到人的管理体系,实现了质量、安全全过程有效管控。公司根据项目需要配备功能匹配、性能领先的检测和施工设备,通过检测数据、施工工艺保障项目的质量、安全、进度。

公司坚持“诚信保障发展”的理念。具有完备的售后服务体系,无论规模大小、距离远近,缺陷责任期内均会定期现场观察、走访客户,施工缺陷和质量责任均会无条件修复,客户的任何意见和要求均会耐心解释和满足。 

先进的养护技术、科学的组织方案、精湛的施工技术、先进的匹配设备、严谨的工匠作风、优良的售后服务伴随着湖北楚天联发路桥养护有限公司发展的征途,打造"中国公路养护施工第一品牌"是湖北楚天联发路桥养护有限公司奋斗的目标。

UHPC与桥梁工程的“故事”

UHPC(超高性能混凝土)可有效减轻结构自重,提高结构的跨越能力,适合装配化施工,有望解决现有常规桥梁结构存在的诸多技术难题,具有广阔的应用前景。从全球范围来看,UHPC应用于桥梁工程已有二十余年历史。近年来,由于该材料具备优异的力学性能和耐久性能,渐渐成为国内桥梁工程领域施工的热门选择。那么,UHPC材料应该如何用于桥梁的建造呢?让我们来瞧瞧它们之间的“故事”吧!


UHPC预制桥梁

作为城市步行空间的组成部分,人行天桥不但在城市中发挥着缓解交通压力、疏散人流、为行人提供安全舒适的出行环境等重要作用,而且已经成为城市中一道亮丽的风景线。未来,人行天桥的建设应遵循以下两个宗旨:

  • 从技术出发,尽量减轻桥体本身重量,节约用材并保证其耐久性;

  • 强化人行天桥的景观效应,使其在满足使用功能的基础上得到艺术的升华。


UHPC十分契合人行天桥的未来发展趋势,采用超可隆和Ductal系列产品建设的人行天桥具有以下特点:

  • 材料强度高、结构自重轻40%;

  • 结构耐久性好,维护费用低;

  • 颜色和纹理多样,可做造型设计。

韩国和平人行桥

2002年建成的韩国和平人行桥(Peace Foot Bridge)是一座主跨为120m的UHPC拱桥。该桥采用Ductal解决方案建造,由6个预制后张预应力π型节段组成,截面高1.3m。

此外,韩国还分别在2007年和2013年提出Super Bridge 200计划和Super Structure 2020计划,推广UHPC在桥梁等领域额应用。


UHPC桥梁预制构件

装配式桥梁是未来桥梁发展的趋势之一,装配式桥梁可以解决传统现浇严重影响交通、质量控制难、劳动力成本高等问题,符合绿色、低碳、环保、集约的发展理念。

而制约装配式发展的主要难点在于:

  • 钢筋混凝土预制构件尺寸和自重大,难以吊装和运输;

  • 预制构件的节点和接缝连接质量难以保证,容易出现病害。


UHPC优异的力学性能则可以解决以上问题:

  • UHPC可大大减轻预制构件尺寸和自重,且保证预制构件承载力等力学性能;

  • 节点连接可大大简化,便于施工,且节点更加牢固,地震作用下不会成为整个桥梁的薄弱点。


法国首座UHPC公路桥

2001年,法国建成了第一座UHPC公路桥,该桥由高0.9m的预制先张预应力双T型梁拼装而成,分为20.5m和22m两跨。对比普通混凝土设计方案,采用的UHPC方案能极大减少普通钢筋和预应力钢筋的数量,可以将桥梁的总体自重减小到1/3左右。


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美国小雪松溪公路桥

美国爱荷华州奥坦瓦的小雪松溪(Little Cedar Creek bridge)公路桥于2016年建成,桥长18.2m、宽10m。其中桥面板采用厚度为200mm的Ductal华夫板。虽然桥面跨距较长,但因为桥面板采用厚度为200mm的Ductal华夫板,相比普通混凝土桥面板自重减少约30%,维护费用低,施工速度快,可以适应冻融、腐蚀性强等恶劣环境。

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UHPC桥面修复

桥面铺装层破坏一直是困扰设计师的难点,传统沥青混凝土铺装方案在荷载长期作用下,很难达到设计使用寿命,尤其是钢桥面铺装层,使用寿命仅为5~8年。

采用UHPC和沥青组合的方式,可以很好的解决这个难题。只需在主梁上铺设一定厚度的UHPC,即可完成铺装,无需铺设防水层。施工简单快捷,可以快速恢复通行,且铺装层使用寿命长。(请看以下两个案例)


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四川万源跨河大桥

在多年重载交通的负荷下,跨径69.7米的四川万源跨河大桥的桥面出现了严重破损。2019年,该桥采用超可隆桥面铺装解决方案,通过6厘米的超可隆桥面铺装层,在不增加桥面重量荷载的情况下,完成了桥面的修复,并显著提升桥梁使用寿命,施工时间仅为20天。


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修复后的万源跨河大桥


四川渠县公路桥

因桥面坑洞破损多、运载能力下降,四川渠县公路桥的桥面需要进行修复,当时还面临着施工窗口期短的情况。该桥采用了凿除原有普通混凝土铺装层,铺装6厘米超可隆的维修方案,在20天内完成桥面铺装施工。

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路桥修复后通行重载车辆该方案的优势在于:强度高,可降低桥梁自重,快速恢复通车,3天后可通行80吨重载矿车,韧性好,能够承载矿车大量通行


UHPC桥面板湿接缝

桥面板湿接缝的处理也是桥梁工程中的难点。常规普通混凝土湿接缝设计方案存在很多问题:

1、湿接缝钢筋分布密集,导致混凝土极难浇筑密实,施工难度大。

2、湿接缝宽度过大,现场工程量大。

3、湿接缝处受力情况复杂,易于破坏,属于桥梁结构中的薄弱点。

采用UHPC浇筑湿接缝可以很好地解决上述问题:

(1)极大减少湿接缝处钢筋的数量,UHPC流动性良好,无粗骨料,可以保证现场浇筑的施工质量。

(2)湿接缝宽度可以减少到1/3以上,大大降低现场施工的作业量。

(3)UHPC自身优异的力学性能,可以保证湿接缝从原本的薄弱点变成现在的强点。


武汉长丰桥

武汉长丰桥是武汉城区汉江上的第五座公路桥,全桥长1146米,其中主桥跨径252米,边拱跨径60米,桥宽27米,设双向六车道,主桥采用带半拱边跨的中承式钢管砼系杆拱桥。采用超可隆方案维修伸缩缝


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2017年,武汉长丰桥伸缩缝在服役多年后出现了箱梁破损、混凝土松动、钢筋外露的问题。经过方案论证,长丰桥桥面引桥与主桥连接段采用超可隆6厘米方案进行了伸缩缝维修,效果良好。


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长丰桥铺装超可隆铺装层前裂纹明显(铺装一年半后)刨开检查,未见裂纹


UHPC桥面拓宽

改革开放后,桥梁建设一直在不断进步发展。部分早期修建的桥梁,车辆通行能力已无法满足现状的交通流量,因此桥面拓宽同样也是现在桥梁维修中的重点之一。

早期的桥梁设计秉承着在满足设计要求的情况下尽量节约材料的传统观念,因此桥梁墩柱的承载力富余量较小。因此,常规的桥面拓宽除了对桥面进行扩宽以外,还需对墩柱进行加固,造价十分昂贵,有些甚至超过了重新修建的价格。

采用UHPC进行桥面拓宽,桥面板自重较普通混凝土大大减小,可以保证在不对桥梁墩柱进行加固的情况下进行扩宽,因此造价可以极大的降低,是目前最具经济性的巧妙拓宽解决方案。


基于UHPC的桥梁新结构

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete), 简称UHPC,系指抗压强度在150MPa以上,具有超高韧性、超长耐久性的水泥基复合材料的统称。其中,最具代表性的超高性能混凝土材料为活性粉末混凝土RPC(Reactive Powder Concrete),最早由法国学者于1993年提出。其主要由硅灰、水泥、细骨料及钢纤维等材料组成,依照最大密实度原理构建,从而使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝) 减至最少。UHPC材料组分内不包含粗骨料,颗粒粒径一般小于1mm。研究表明,UHPC材料耐久性可达200年以上, 由于UHPC中分散的钢纤维可大大减缓材料内部微裂缝的扩展,从而使材料表现出超高的韧性和延性性能。

目前,澳大利亚、法国、日本、美国、中国、瑞士等国家已相继颁布了UHPC材料或结构的相关规程。

UHPC被认为是20世纪最具创新性的水泥基工程材料之一,由于其优异的性能,在桥梁领域的应用可能导致现有技术的重大突破,本文例举了几个可行的应用前景。

由于优异的力学性能和耐久性,UHPC在高层建筑、大跨桥梁、海洋工程、水利工程、核电工程和特种结构等领域获得应用。在桥梁结构中,UHPC已被广泛应用于主梁结构、拱桥主拱、华夫板桥面结构、桥梁接缝及旧桥加固等多方面。目前,世界各国已有超过200座采用UHPC作为主要或部分建筑材料的桥梁,下面仅举几例。

1997年,在加拿大魁北克省舍布鲁克市建成了世界上第一座UHPC人行桥——Sherbrooke人行桥。该桥为预应力UHPC空间桁架结构,跨径60m(图1)。桥面板采用3cm厚UHPC板,桁架腹杆采用直径15cm的钢管UHPC,下弦采用10m预制UHPC梁节段,节段内未配置普通钢筋,仅采用后张预应力拼装而成。由于UHPC的使用结构自重大大减轻,并有效抵抗了当地严冬零下30oC条件反复冻融侵蚀,该桥在1999年获得Nova奖提名。

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 加拿大Sherbrooke人行桥


法国于2001年建成了世界上最早的UHPC公路桥—— Bourg-lès-Valence OA4和OA6 跨线桥。OA4 桥主梁为跨径22.5m的π型UHPC梁,高0.9m,宽2.4m,UHPC桥面板厚仅11cm,梁重37吨。2005 年,法国建造了跨径为47.4m的UHPC 箱型梁公路桥——PS34跨线桥,UHPC箱型主梁顶板宽4.4m,高度1.63m。UHPC桥面板上不铺设防水层和沥青混凝土铺装层,厚度14cm的箱梁顶板既是桥面板也是行车道路面板。

2002年,日本第一座UHPC人行桥Sakata-Mirai 桥建造完成。该桥主跨跨径49.2m,主梁截面形式为箱梁,采用预制拼装法施工,预制梁段间采用预应力张拉拼接完成。此后,日本相继建造了多座UHPC人行桥,如Yamagata桥和Tahara桥等均采用了箱梁截面作为主梁的截面形式。

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日本Sakata-Mirai人行桥

2002年建成的韩国和平人行桥(Sunyudo Footbridge)是一座主跨为120m的UHPC拱桥。该桥由6个预制后张预应力π型节段组成,截面高1.3m。该桥是世界上目前已建成的跨径最大的UHPC桥梁。

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韩国Sunyudo (Peace) 人行桥


2007 年, 德国Kassel修建了第一座多跨UH P C桥梁G rtnerplatz桥。该桥为人行和自行车两用桥梁,共有6跨, 总跨径132m,跨越Fulda河(图4)。该桥中的UHPC使用在了两个位置:(1) UHPC-钢桁架组合结构;(2) 桥面板,其中UHPC桥面板与桁架的上弦杆连接。Gärtnerplatz桥为世界上首座UHPC-钢组合桥梁。

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德国G rtnerplatz桥

2010年,奥地利建成世界上第一座UHPC公路拱桥—— WILD桥(图5)。该桥总长154m,主拱跨径70m,矢高18 m。主拱由2根单箱单室拱肋组成,拱肋间采用横系梁连接。单根拱肋由6个节段和8个节点构件组成,拱轴线呈多边形折线,采用竖向下放式转体法施工,节段长度约16 m,高、宽均为120 cm,壁厚仅6 cm。该桥UHPC桁架拱结构细巧、造型优美,与风景区峡谷环境非常协调。

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奥地利Wild桥


UHPC超高性能混凝土技术与应用进展

UHPC从丹麦1979年申请第一个专利至今年正好是40年。在它发明25年后才有UHPC的专题技术交流,即德国Kassel大学在2004年举办的第一届UHPC国际研讨会(每四年一届,英语交流)。在UHPC发展的前25年,可能受专利约束,UHPC研究仅限于少数企业、大学和研究机构,大多数工程技术人员对UHPC缺乏了解和认知,技术与应用发展缓慢。

2004年后的15年间,国际上包括中国的UHPC技术发展速度明显加快,大量企业、大学和研究机构的科研人员加入UHPC研究与应用开发的行列,UHPC交流的平台也不断增加,如法国土木工程协会从2009年开始举办国际研讨会(英语和法语交流),也是四年一届;美国2016年举办UHPC互动国际研讨会(英语交流),今年刚举办了第二届;中国的RILEM系列UHPC国际研讨会(英语交流),2016年和2018年,已经举办了两届,2020年将在南京举办第三届。

中国UHPC的研究探索始于上世纪末,如今是水泥基材料研究、应用、创新、发展最具活力的领域,近几年工程应用呈快速增长趋势,UHPC业已成为可工业化生产和商业化供应的工程材料,产品类型和应用领域在不断扩展,UHPC结构设计方法、施工技术以及标准规范正处于发展、建立和完善过程。

UHPC突破了水泥基材料性能和应用领域的很多极限,无论是结构材料组分的复合,水泥基材料本身的性能、与纤维增强材料的复合、还是与其他结构材料的“组合”,应该说都打开了许多发展空间,为我们创新者提供许多想象空间。目前UHPC在各种工程上的应用还只是开始,一旦UHPC的性能和优势被认识,将很快形成UHPC的开发和应用高潮。

UHPC材料“又刚又韧”,具备更好的裂缝控制能力,与钢筋一起受拉,有更好的协同性。

UHPC材料可应用于桥梁结构维修加固、结构连接、新型桥梁结构等。具体在以下方面取得成功应用:

1  危旧混凝土梁桥的UHPFRC组合加固技术

我国公路桥梁数量超过80万座,其中危旧桥有8万座左右,需要维修加固或更换。大批上世纪七、八十年代修建的混凝土桥梁设计荷载等级、材料质量等级较低,需要改造或加固升级,以适应现代交通荷载要求。针对桥梁维修加固、改造升级的需求,王春生团队对钢-混凝土组合加固技术进行了较为系统的试验、理论与应用研究,开展了从模型梁、足尺梁到实桥的系列跨尺度试验研究,形成完整的组合加固技术体系,并成功实施了多座混凝土桥梁的组合加固工程,取得良好技术和经济效果。

在现有加固技术基础上,学习借鉴瑞士加固技术,使用UHPFRC(超高性能纤维增强水泥基复合材料)材料进一步改进提升组合加固的技术、经济效果。经过系统性试验研究,包括足尺混凝土板、T梁加固的承载力试验,不同组合加固方法对比,数值与理论分析,以及工程实践,表明UHPFRC组合加固技术在混凝土结构裂缝控制、全截面(原结构与加固结构)共同工作与承载、减小加固结构自重(减幅达50%)等方面具有显著优势,采用预应力技术还能再提升加固效果。该技术体系的应用,可参考长安大学正在编制的陕西省地方标准SDBXM39—2019《超高性能纤维混凝土组合加固桥梁设计与施工技术规程》。

 

建造了我国第一个UHPC-混凝土复合结构的海洋漂浮平台

建造了我国第一个UHPC-混凝土复合结构的海洋漂浮平台。利用UHPC材料的抗腐蚀性与抗冲击性能,良好的解决了漂浮平台的服役寿命与安全性。正在开展的研究项目包括用UHPC建造国防工程的防护掩体及工事,深远海建筑材料耐久性暴露试验等。

 

3  UHPC桥梁、钢-UHPC复合桥面结构

钢-UHPC复合桥面结构很好地解决了困扰钢桥的两大难题—桥面铺装寿命短和钢结构易疲劳损伤。钢-UHPC复合桥面2011年首次在广东肇庆马房大桥应用,截至2018年11月已在中国用于60余座钢桥,桥面面积超过百万平方米。

长沙北辰三角洲跨街天桥(可通行消防车辆)—中国首座节段预制拼装预应力UHPC连续箱梁桥,结构轻盈、美观,36.8m主跨一跨过街,梁跨高比约1/28,该桥2016年1月8日建成并开放交通;设计将UHPC(RPC)用于混合梁斜拉桥钢-混结合段,并分别在云南六库怒江二桥 (2014)、湖北石首长江大桥(2018)和湖北嘉鱼长江大桥(2018)上成功应用;设计和实施用UHPC加固预应力混凝土箱梁桥主梁(混凝土强度不足的新建桥梁)等等。

 

4  UHPC装饰与结构一体化应用

与法国拉法基豪瑞公司合作将UHPC材料成功应用于建筑装饰工程的案例:余杭文化艺术中心、上海音乐学院歌剧院和深圳悦彩城展示中心。

UHPC拌合物具有很好的工作性,成型硬化后具有优异的力学性能、耐久性和韧性。这些特性是UHPC材料的内在美,并因此在建筑装饰领域可以实现更大、更薄以及更大镂空率的UHPC构件,扩大建筑师的设计自由度和想象空间,提升建筑之美。如今,在UHPC建筑装饰工程应用中,最受困扰的是没有关于UHPC安装节点结构和技术要求的规范,每个工程需要独立进行论证,工程实施过程为此耗费大量时间和精力,希望能够尽快补上这个UHPC应用的“短板”。

还需要努力的方向包括:使业主、建筑师,结构工程师认识和理解UHPC性能,建立UHPC结构计算方法和配套规程,充分认识UHPC对建筑全生命周期能耗和成本的影响并建立起科学分析方法,发展、创新或完善模具制造与成型工艺技术,研究养护方法对装饰与结构一体化构件的影响以及避免钢纤维点蚀对表观效果的影响,等等。

 

5  UHPC抗冲磨性能研究及工程应

我国是个多砂河流的国家,年最大输砂量超过1000万吨的河流有60余条。含砂高速水流对水工结构过流面混凝土的冲刷磨损和空蚀破坏,是水利水电工程常见的病害。现有抗冲磨材料的性能不够理想,使用寿命短,需要经常维修。此外,为建设大型高水头甚至超高水头水工结构,也需要开发易施工、长寿命的高抗冲磨材料。

采用水下钢球法研究了不同掺量钢纤维、不同种类骨料对UHPC抗冲磨性能的影响,并将自然养护条件下的UHPC与C50抗冲磨钢纤维混凝土、C60高性能混凝土进行对比研究。结果表明:UHPC抗冲磨性能远优于普通混凝土,其抗冲磨强度是C50抗冲磨钢纤维混凝的10倍以上、是C60高性能混凝土的20倍以上。并且,UHPC与普通混凝土界面粘接强度非常高,抗冲磨UHPC层可与水工结构实现牢固粘接、形成一体化结构。

采用全寿命周期成本进行评估,UHPC作为水利水电工程抗冲磨材料具有一定的经济优势。并且,随着材料技术的发展,UHPC的制备成本会进一步降低,性能进一步提升,有望发展成为最优异的水工抗冲磨材料之一。


楚天联发斜拉索检测机器人案例

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3.舟山跨海大桥拉索检测

桃夭门大桥是舟山跨海大桥五座桥中的第三座大桥,大桥开工于2000年3月,2006年1月1日通车。全长888米,桥面宽27.6米,双向四车道。舟山跨海大桥(又名舟山大陆连岛工程),是国家高速公路网甬舟高速公路(G9211)的主要组成部分。跨海大桥由浙江省交通投资集团投资建设,起自舟山本岛的329国道鸭蛋山的环岛公路,经舟山群岛中的里钓岛、富翅岛、册子岛、金塘岛至宁波镇海区,与宁波绕城高速公路和杭州湾大桥相连接。舟山跨海大桥跨4座岛屿,翻9个涵洞,穿2个隧道,大桥采用双塔双索面特大型混合式斜拉桥结构,共有168根斜拉索,2013年5月,朗晟工程与北京九通衢检测技术股份有限公司合作共同对桥梁进行检测。

4.湘潭湘江三大桥斜拉桥拉索检测

湘潭湘江三大桥介绍:湘潭湘江三大桥是湘潭市城市中心区跨越湘江的第二座特大型城市桥梁,它南接城市主干道丝绸路,北接韶山东路和环城路,大桥桥位根据城市总体规划确定。桥址处河段顺直、河床稳定。河宽约805m单式断面,由西往东加深,航道位于河道东侧。桥址下游460m及500m处有湘黔铁路特大桥两座,上游480m处有湘潭水文站工程简介:斜拉桥的斜拉系统指的是斜拉索和相应梁塔上的锚固构造。斜拉索分为以冷铸锚为锚具的高强度镀锌平行钢丝索和以夹片群锚为锚具的镀锌或涂层钢铰线索。此外尚有斜拉索的防腐蚀防护系统和减振系统,以及斜拉索在梁塔上的锚固构造。2016年12月我公司承揽了湘潭湘江三大桥的斜拉索检测工程。

斜拉索检测机器人在斜拉索PE护套检测的应用

采用传统的人工检测方法对斜拉索PE护套检测效率低、难度大、危险系数高等特点,因此,有必要运用智能化检测设备辅助斜拉索PE护套检测。斜拉索检测机器人的运用很大程度解决这些难题。

斜拉索检测机器人的组成

检索机器人由4个主动轮组成,主动轮的上、下用弹簧连接,提供机器结构对拉索的夹紧力,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,采用铝合金+橡胶复合制成,可增加与拉索表面摩擦系数。

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2 工作原理

斜拉索检测机器人进行斜拉索无损检测的工作原理如图1所示。为了检测斜拉索PE护套的破损情况,设计视觉检测系统,其硬件检测系统由4台摄像机、主控制器和数据存储器组成。当机器人在拉索上爬升时,控制器以循环的方式将4台摄像机图像分时传输给数据存储器,以实现对斜拉索PE护套检测全方位图像的存储,同时通过视频合成器将4路视频合成为一路监控视频,并通过无线传输子系统传输到地面监控系统的PC机上。

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3 检测方法

3.1仪器安装

3.1.1首先检查检索机器人是否能够正常工作。安装前检查电机电池、摄像头电池的电量是否充足,主动轮是否磨损等;

3.1.2根据拉索直径、PE类型选择合适的螺栓孔对齐安装,安装完毕检测机器人能轻松沿拉索上下爬行,松开弹簧撑杆后机器人上下爬行时所有主动轮和从动轮与拉索接触良好;

3.1.3安装完毕后,连接好电机电源线,检查遥控器能否准确的控制机器人的上下;然后连接好摄像头与四合一卡的连线及摄像头的电源线,检查4个摄像头位置和焦距是否合适,在视频接收的电脑里的4个视频头像是否适中、清晰。

3.2仪器操作要点

3.2.1检索机器人安装、检查完毕后,视频接收的电脑软件开始自动采集视频;

3.2.2在机器人爬升过程中,时刻注意采集的视频,发现机器人卡住,停止机器人爬升;

3.2.3机器人爬升到拉索塔端附近时,及时停止爬升,以免机器人撞上塔身;

3.2.4在机器人下降到接近梁端时及时停止下降,结束外观视频采集。

3.3后期数据处理

后期数据处理主要利用播放器进行分析处理,找出有病害的图片,将存在病害的视频片段转化为图片文件。并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。

4 工程实例

以某斜拉索PE护套检测为例,阐述斜拉索智能检测机器人在工程中进行斜拉索无损检测的应用。

4.1工程概况

某斜拉桥位为双塔双索面斜拉桥。主桥为(140+322+140)m的三跨一联双塔双索面预应力混凝土边主梁斜拉桥,主塔与主梁连接处固接。该桥每个主塔布有19对空间索,斜拉索采用低松驰镀锌高强钢丝,斜拉索采用内外两层聚乙烯护套做为防护。采用斜拉索检测机器人对全桥152拉索进行斜拉索PE护套检测。

 

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4.2检测结果

该桥152根斜拉索PE护套检测结果表现:主要病害为外表污垢、轻微磨损、老化微裂缝、护套开裂、环状开裂等5类病害。各类斜拉索病害的数量统计如图4所示。根据斜拉索病害统计,各类典型病害共计529处,总面积为156699cm2。其中外表污垢面积为81405cm2,占总面积的51.9%;其它病害按百分比由大至小依次为老化微裂缝32.1%、轻微磨损14.7%、护套开裂0.7%、环状开裂0.5%

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其中主要典型病害如表2所示:

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本文介绍了斜拉索检测机器人的组成、工作原理和斜拉索无损检测方法,并通过某斜拉索PE护套检测案例,表明斜拉索检测机器人能准确、全面、高效地检测斜拉索PE护套病害。斜拉索是斜拉桥的生命线,是斜拉桥最重要的受力构件之一,其作用是将主梁的恒载和梁上的活载传给桥塔,并由桥塔传到地基。因此在斜拉桥的运营中,有必要做好斜拉索无损检测系统的检查。


吊杆、斜拉索锚头养护工艺

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吊杆、斜拉索锚头养护工艺流程:打开吊杆、斜拉索端及梁底锚具保护罩表面清理除锈重新涂抹防腐油脂包覆缠绕膜安装封盖安装保护罩。

吊杆、斜拉索锚头养护具体操作如下:

1斜拉索锚头养护之观察记录;先将锚固区保护罩打开,通过目测观察锚头部分是否进水,部件是否生锈,破损、脱落或裂缝,锚具表面油脂是否有漏涂、缺失现象,做好记录。

2斜拉索锚头养护表面清理主要是将锚头原来防腐油脂去除干净。可用棉布和板刷进行清理,清理范围锚头外 表面及锚头内螺纹部分。当大部分原涂装油脂清除后,剩下无法处理的,可采用煤油、柴油或碳氢清洗剂清洗干净。

3斜拉索锚头养护表面除锈对于锚头出现部分生锈情况,可用刷子进行清理,用除锈剂进行除锈。

4斜拉索锚头养护锚头表面防腐待锚具表面油污、杂质清理干净后,用吹风机进行表面干燥,然后在锚头表面及螺纹内均匀涂抹工程专用防腐润滑脂。

5斜拉索锚头养护安装封盖及保护罩锚杯内侧及锚板表面重新满涂工程专用防腐润滑脂后,安装后紧固封盖,并在封盖与保护罩间加设橡胶止水垫圈。

 

斜拉索桥梁外观检测中常见的错误有哪些?

斜拉索桥梁外观检测中常见的错误有哪些?0

本文从由于桥梁检测人员由于水平达不到要求在斜拉索桥梁外观检测中常犯的错误讲解在进行斜拉桥外观检测过程中需要注意的问题。

1.斜拉索桥梁外观检测之基本信息量测错误

在桥梁检测中需要对桥梁结构的基本信息进行复核和量测,如桥梁的全长、标准跨径、净跨径、计算跨径、桥下净空、斜交角、桥梁的全宽、行车道的宽度、计算矢高、净矢高、矢跨比等。由于检测人员对这些基本概念不清楚在量测和复核这些参数时出现错误。在检测这些参数时应查阅桥梁的设计或竣工资料,在查阅资料的基础上进行检测复核。当桥梁缺乏这些资料时应根据相关参数的定义进行现场量测。桥梁的全长当有设计资料时应参考设计资料,因为由于桥台的尾端被锥坡或护坡等遮挡很难测量,容易出现错误。

2.斜拉索桥梁外观检测之病害程度描述不准确、错误

桥梁病害对结构的影响应根据病害的位置以及病害的程度以及发展变化趋势等几方面来判断。因此桥梁病害的程度是病害检测的重要内容,能进行度量时应进行准确的量测,当难以准确度量时也应进行定性的准确表述。例如桥梁的裂缝这种病害能够量测,应进行裂缝宽度的测量,结构性的受力裂缝还应进行深度的测量。在裂缝宽度测量应选择典型的部位量测并应测出其最大宽度。裂缝量测容易出现的错误就是随意的进行测量,没有测出其最大宽度;此外测量时裂缝宽度测量设备与裂缝走向不垂直导致裂缝测量宽度不准确。对于不能准确测量的病害在检测时采用统一的语言进行表述,难以区分其病害程度。如混凝土内部钢筋锈蚀导致的病害有的检测人员统一描述成“混凝土锈蚀开裂”,不能准确定性表述其锈蚀的程度。钢筋在碱性的混凝土内部其表面钝化膜随着混凝土的碳化逐渐开始破坏,钢筋也在逐渐的锈蚀。锈蚀发生时其体积开始膨胀,在潮湿环境中混凝土表面经历出现锈迹、顺着钢筋出现开裂、表面混凝土开始脱落等不同的过程。因此在表述这些病害是时应定性的对其程度进行准确的表述。

3.斜拉索桥梁外观检测之病害的性质判断错误

对于一些对结构不能正确认识的检测人员可能对病害的性质判断错误。道路沥青混凝土出现的病害与桥面沥青混凝土出现病害的性质可能不同。道路沥青混凝土经常会出现由于路基的沉陷而导致路面出现沉现;而桥面沥青混凝土由于梁体的刚度较大很难出现桥面沉陷,除非梁体出现破坏。有的检测人员对于桥面沥青铺装层由于自身的变形出现推移、波浪、拥包等导致其表面的凹陷描述成“桥面的沉陷”,其实这是一种对病害性质的错误判断。

此外对于结构裂缝性质的判断也是比较常见,有的检测人员不能正确区分结构性受力裂缝和非受力裂缝。

4.斜拉索桥梁外观检测之病害成因的判断错误

桥梁结构的同种类型的病害可能是由于不同的原因或因素所形成,甚至是由于多种原因共同作用所致。因此根据结构表面的病害来分析其成因其实是一个反问题,也就是“由果朔因”。其实这是一个比较困难的问题,也是检测人员经常出现误判的原因。要正确分析桥梁病害的成因需要检测人员有很高的要求。如混凝土表面的裂缝形成的原因包括以下几个方面:

1)设计的原因   由于设计不合理导致结构出现先天性的病害;

2)施工的原因  由于施工工艺、施工质量以及施工的赶工期、混凝土的养生等也会导致混凝土出现开裂;

3)环境的因素  混凝土的运营环境可能会使混凝土产生碳化或腐蚀导致钢筋的锈蚀使其出现开裂;

4)荷载的作用  桥梁结构在荷载的作用下其应力超过混凝土的容许拉应力而产生开裂;

5)其它因素   复杂的桥梁结构受温度、预应力损失、基础的沉降、火灾以及突发事件等因素影响可能也会出现开裂。

5.斜拉索桥梁外观检测之病害的维修建议不妥

桥梁的维修养护建议如同医生根据病情给病人开的“处方”一样应对症下药。“对症下药”就需要对桥梁病害的成因进行准确的判断,诊断错误可能会产生严重的后果。一些不懂桥梁结构的人员在进行桥梁维修养护时可能会出现啼笑皆非的事情。笔者曾做为专家查看某地桥梁时,发现一座桥梁伸缩缝(齿板式伸缩缝)由一处将两端齿板焊在一起,可能是养护人员发现伸缩缝的保护带混凝土局部有破损,车辆通过时振动过大,所以采用焊接的方法进行维修。伸缩缝的作用就是保证在温度变化时能保证梁体正常伸缩,这种焊接的维修可能会产生更严重的后果。

楚天联发斜拉索无损检测部分项目施工一览

合作单位    
项目名称
工作内容
湖北鄂东长江公路大桥有限公司
湖北鄂东长江公路大桥
斜拉索腐蚀、锈蚀检测
中铁大桥局第五工程有限公司
武汉二七长江大桥
斜拉索无损检测
四川路桥集团
湖北襄阳绕城高速公路(RCTJ-1)
裂缝预防养护、伸缩缝更换
中交三公局
武深高速公路嘉通段7标项目
桥梁裂缝修补
湖北钟祥通达路桥公司
湖北钟祥通达路桥项目
吊杆、缆索检测
武汉中交路桥有限公司
汉鄂高速一期土建1标
支座更换、粘贴钢板
中铁二十三局集团有限公司
揭博高速10标
混凝土裂缝修补、伸缩缝更换
广州市公路工程公司
汕湛高速揭博项目15.16标项目
沥青路面裂缝修补、伸缩缝更换
中铁二十三局集团有限公司
揭博高速18标
钢筋混凝土桥梁裂缝处理、伸缩缝更换

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