党的二十大报告提出了建设13个强国,其中便有建设交通强国。一直以来,嘉绍大桥公司都把为建设交通强国、交通强省贡献力量作为己任,积极开展技术攻关、筑牢桥梁结构安全,助力扎实推进“重要窗口”和共同富裕示范区建设。
斜拉索作为斜拉桥主要承重受力构件,其安全性对桥梁结构的整体安全至关重要。斜拉索将主梁重力及其他可变荷载传递到主塔,主梁受到斜拉索竖向及纵向约束作用。斜拉桥作为多次超静定结构,单根索力的变化会引起结构内力的重分布,同时也会引起结构线型变化,结构受力状态相较设计状态亦产生变化,这一情况将对结构安全性及使用性能产生明显影响。
嘉绍大桥主航道桥为六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥,斜拉索采用平行钢丝成品索,抗拉强度为1670MPa,根据受力不同,斜拉索共分为七种规格,分别为 PES7-91、PES7-109、PES7-121、PES7-139、PES7-151、PES7-187、PES7-253,全桥共计72组、576根。斜拉索最长233.804m,单根最大重为19.1t,梁段标准锚固间距为15m,塔端锚固间距为2.0—2.6m,斜拉索采用两端张拉。
目前,嘉绍大桥健康监测系统已经将156根具有代表性的斜拉索纳入系统,实时监测索力状况,并将斜拉索索力测量列入每年定期检查项目内容,并于每年10月—11月进行。
自2013年至2020年,嘉绍大桥公司共组织开展9次全桥索力检测。2017年之前,主要采用接触式振动频率法,应用捆绑式索力仪,通过频谱分析和索力系数计算求得索力。
但常规捆绑式的索力加速度计方法容易受环境因素干扰,从而产生结果偏差。2018以来,通过实践对比,公司开始采用微波雷达索力仪,通过非接触式振动频率法测试索力。微波雷达索力仪与以往捆绑式动测仪本质上类似,也是通过振动测试、频谱分析获得索力,区别在于其采用的是差分相位测量技术,利用相参的回波数据提取相位变化,测试斜拉部位更高,从而获得亚毫米级的位移精度,大大提高频谱分析精度和索力识别精度。
在雷达回波中,可以清晰地观察到多条拉索的强回波散射,雷达微波可以同时对多条拉索进行测量。雷达微波法索力测量具有如下优点:精度高:数据更新率高,因此测量灵敏度极高;快捷方便:通常无需在被测体上部署标靶,部署时间短,使用成本低;效率高:可一次性对桥梁多点或多跨进行测量,软硬件操作简单方便;环境适应性好:不受雨、雪、雾等天气和白天、黑夜等光照条件影响,可全天时、全天候工作。
在坚持全桥斜拉索定期检测基础上,嘉绍大桥公司特立项开展了嘉绍大桥斜拉索短索索力监测与偏差原因分析专题研究项目,针对斜拉索短索变化规律,系统研究和分析斜拉索测试结果偏差的产生原因,进而提出指导性维养意见,切实为打造“百年大桥”保驾护航。