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[关注] 抢救西班牙费尔南多·雷格大桥 [复制链接]

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yaqin 发表于 2019-2-2 10:03:06 |显示全部楼层 |          |
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费尔南多·雷格(Fernando Reig)大桥是西班牙在上世纪八十年代建的第一批斜拉桥,1987年建成,横跨阿尔克伊市(Alcoi)的巴克赛尔河(Barxell),是N-340公路的节点工程;全桥长273米,主跨和两个边跨长度分别为132米、108米和33米,共有38根斜拉索。


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2016年,其中一条拉索在没有任何征兆的情况下出现断裂,所幸正值该桥的常规维护作业期,拉索锚固与桥体结构尚未被全部破坏,没有造成事故和人员伤亡。当地养护单位高度重视,最后决定对缆索承重系统进行整体更换。事件讲述人是西班牙FCC 建设公司BBR后张拉与技术服务部部长Juan Linero。
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八十年代的品质工程

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当年这座大桥是西班牙的品质工程之一,特点是桥梁跨径的全工厂化预制,在八十年代这是一种创新的斜拉桥施工方案,一直到九十年代,同样的技术和设计方法才在悬索桥方面得到应用。

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大桥的桥面板宽17.4米,两边各分出一个2.7米宽的步行桥,中部为一条宽12米的机动车车道。桥面主梁截面由两个最大宽度为3.8米,高度为2.5米的后张拉多孔箱梁横向拼接组合而成。箱梁分别被预制成5米和7米两个长度,5米节段箱梁中包含斜拉索下部锚固。

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主塔为H形钢筋混凝土结构。斜拉索上部锚固在桥塔内部不同平面相互交叉。每个拉索平面最短的三条拉索锚固在桥塔内部的小空间里。在桥梁建设时期,这38根拉索运用八十年代最先进的斜拉索技术。这些拉索的钢绞线根数在23-55根之间,每一根钢绞线直径15.2毫米,横截面面积140平方毫米。黑色聚乙烯套管将覆盖整个斜拉索,每个锚固都有楔片和用于紧固钢绞线的硬化水泥灌浆。水泥灌浆的作用是为了用于包覆和保护钢绞线和楔片。


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品质工程出事儿了

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2016年该桥在进行常规的沥青混凝土桥面和人行道修复过程中,一条斜拉索突然发生断裂。索性当时是临时封路作业,没有人员受伤。该事件发生以后,当局立刻全面封锁交通并对拉索展开全方位检测,同时进一步分析了可能造成缆索断裂的原因并采取了补救措施。

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对断裂的斜拉索的检测结果显示:其内部的钢绞线已经被完全锈蚀,原因很可能是在质量低劣的灌浆施工过程中所造成的斜拉索内部空气残留。这一发现意味着该桥所有的拉索状态都有可能存在风险,但由于斜拉索内部部分区域不能被探测,所以检测也并没有最终完成,但是该桥已经被定性为存在巨大风险的桥梁,立即进入大修状态。

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新工法的诞生


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在工程事件中学习成长,似乎是工程师的必经之路,大到一座桥梁、一座建筑,小到一个电梯、一个发电机。Fernando Reig桥也成了各种新技术的试验场。

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大桥管理部门决定首先对整个斜拉索系统进行更换。另外,为了满足现行安全规范的要求,除了对拉索系统进行更换以外,一些其他的桥梁修复和设备更新工作也同步完成,比如桥塔混凝土的修复、桥面的重新铺装、灯光系统的更新和机动车护栏的更新。


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从谷歌地图捕捉的2017年3月 N-340公路上的Fernando Reig桥封路大修的截图


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大桥的多孔箱梁有两个扇面的拉索,西班牙营建集团(FCC)建议先更换一侧缆索,然后再更换另一侧。这个新工法被采纳后,施工周期比预期提前了数周。更换每一侧桥梁拉索都需要用到五个带液压千斤顶的临时支撑塔,这些支撑塔都安装在多孔箱梁下面。另外,在桥塔下的横梁中也安装了一个液压千斤顶,用以支撑桥面板。

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对于斜拉索的应力解除操作,施工团队计划把液压千斤顶连接到拉索锚固的后端,整个过程包括支索荷载的转移,主动锚固上锁紧螺母的松解以及在斜拉索应力完全解除后对千斤顶载荷的解除。当缆索锚固的保护帽被移除,才意味着这38个锚固中的6个被解除了应力,其他的缆索因为没有足够的长度,液压千斤顶没有办法将它们连接在一起。在解除缆索应力的过程中,施工方遇到了很多突发问题,随时需要调整施工方案。这次缆索的施工是由FCC(西班牙营建集团)和BBR PTE公司缆索后张拉部门共同协作完成。


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缆索的拆除也有创新的工法,其中包括高密度聚乙烯管套和缆索水泥灌浆区域的拆除。新配方设计的特殊注浆材料将取代原来的水泥灌浆,以提高缆索这块区域的力学性能。拆除完成以后,两个摩擦制动装置将用于控制和把缆索拉力传导到两个PT棒上。在两个液压千斤顶的辅助下,这两个PT棒将替代两侧原有的夹具。当缆索的力被传导到PT棒以后,缆索就会被剪断。然后,预应力千斤顶将释放PT 棒中的拉力。FCC 公司已经对此项系统申请了发明专利。


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当所有应力解除以后,才可以小心地把旧缆索移除大桥,同时要特别注意长且重的拉索中存在的悬链力不平衡问题。新的桥梁缆索包含23和55根钢绞线,每根钢绞线的直径15.7毫米,钢丝强度1860兆帕,横截面积150平方毫米。与之前的缆索系统相比整体性能增加了7.1%。


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平行钢丝拉索系统保证了拉锁可以单股并连续地更换安装。该系统采用先进的水封系统,三倍的冗余度可以在不需要语言里的情况下激活水封装置。对于钢绞线采用了三重保护措施,钢镀锌、防护蜡和独立的聚乙烯防护套管。该桥采用的白色聚乙烯管套增强了钢绞线的防护,减小了温度和太阳辐射对钢丝的破坏。


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新拉索采用了单股钢绞线连续安装的工法。上部和下部锚固先被安装在桥面板和桥塔上,然后通过一个主钢丝再把预先组合的拉索管套安装在桥面板和桥塔上。最后,钢绞线顺着拉索管套连接在锚固上。整个更换工程持续了6个月,直到2018年4月整个大桥才终于重新通车。


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Fernando Reig新桥 2018年8月


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编者有话说


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编者认为,这次事故的发生首先是没有造成人员伤亡,这是不幸中的万幸,而对于西班牙政府和养护单位并不是一件坏事儿。正是由于这次事故,大桥有关当局避免了进一步的损失,没有造成重大桥梁垮塌事故。在此次事件发生以后,Fernando Reig大桥的养护和管理部门也第一时间采取了补救措施,后续工作不断,直到2018年4月该桥才再次开通,体现了对安全问题的认识,对新技术应用的重视,对代价的担当,是一次危机处理的良好范本。


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简单地回顾Fernando Reig大桥从出问题到大修的整个过程,其中反映的问题很多,如果有新闻发布会或者采访的机会,编者一定会问:第一、2016年该桥在例行检测过程中发现一根缆索存在重大隐患,那么请问这次检测距上一次的检测的时间间隔是多长?第二、上一次的检测报告中是否提及了缆索隐患?第三、如果2016年的这次例行检测晚几天执行,缆索会不会断裂,桥梁会不会发生不可想象的重大事故? 第四、如果上一次的检测中,缆索没有发现任何问题,那么可不可以基本否定目前这种检测频率与时间间隔,转而采用其它方式的检测或者更密集的检测?

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一座有历史的桥梁就像一位老人,年长的老人会有肢体老化,会有摔倒、慢性病并发症的风险,加强照料,定期体检对大家已是常识。也许研究人体比一座桥梁更复杂,但是道理相通。请别忘记桥梁承担的社会责任是不变的,是不会随桥龄的增长而减弱的。时间会使其零部件老化,桥的某类部件组中(比如斜拉桥的钢绞线),一旦有一条受损,会导致整组部件失能,从而进一步导致桥梁的结构功能丧失,及所谓的“One Out,All Out”,绝没有侥幸的空间。

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在老龄学研究中,对于高龄老人(同老桥)的样本是非常重视的。凡是进入纵向调研大数据样本的(处于养护运营期内)高龄老人,都需要附带一个加护方案,即投入更多的人力资源去关注,用更高频率的联络与老人及其家庭保持联系,比如85岁-89岁,每季度联系一次,90岁以上的每月联系一次,一旦老人身体发生问题,那就采用两周一次的数据更新频率。养护的时间维度只是改善养护方式的一方面,另一方面就是采用新技术,《桥梁》杂志社对于新技术的应用非常重视,欢迎各技术单位及个人来稿分享。


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从Fernando Reig大桥事件我们看到,这只是一座桥龄不到三十年的“中年桥”,而且不在“危桥”的名单之列。在漫长的维护期内,桥的多个部件年限各有其标准,桥梁的养护工作在很大程度上是在与时间博弈,与时间给桥梁带来的损伤博弈。

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我们看到了西班牙Fernando Reig 大桥当初施工时也许存在施工问题或者缆索质量问题,也看到了新技术在桥梁大修中的应用。但是,更不该忘记的是我国现有的危桥十余万座,且大多是中小桥梁,这群“出生”于建国后各个时期的,不同桥龄的危桥需要怎样分类。结合我国国情,研究桥梁在管养期的分类学(Typology),也许是个可执行的新思路。


编纂 /《桥梁》杂志国际部 陈业恺 赵帝


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点评

约翰尼  海!外直播 t.cn/RxlBLRP 禁闻视频 t.cn/RJvO789 上联是:满朝文武藏绿卡,下联是:半壁江山养红颜,横批:颜色革命。呵呵 这对联谁作的,对仗工整、语意巧妙,令人拍案叫绝,我们来看看真实的一切..   发表于 2019-2-3 15:20:01
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