斜拉橋結(jié)構(gòu)中橋梁所受的交通荷載、主梁自重及置于其上的橋面鋪裝層重量,大部分是通過(guò)斜索傳遞給索塔,并由索塔來(lái)承擔(dān)的。索塔除了塔根的剛性約束外,其余的受力點(diǎn)就是斜拉索的上錨固點(diǎn)。這些點(diǎn)的力的作用是沿索的軸線(xiàn)方向斜向下的,其水平分力是靠利用索塔兩側(cè)索力的對(duì)稱(chēng)分布來(lái)維持平衡的,豎向分力方向豎直向下,在索塔內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力。由于施工中斜拉索的張拉值主要是通過(guò)油壓千斤頂控制并顯示,其精度與千斤頂油壓表精度、千斤頂內(nèi)摩阻力大小有很大關(guān)系,另外先后懸掛的各索間的相互影響、構(gòu)件的徐變、錨頭的松弛等都會(huì)引起索力偏離后來(lái)的張拉值,使得塔柱兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的斜拉索的索力大小很難調(diào)整一致。塔柱除了受軸向壓力外,還受到彎矩和剪力的作用。在斜拉橋投入營(yíng)運(yùn)后,受到的外界影響因素較多,而這些影響因素是隨機(jī)不規(guī)則的,它們對(duì)索塔產(chǎn)生的作用力不可能是對(duì)稱(chēng)的,故而也使索塔承受力矩作用。當(dāng)拉力、剪力增大時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼筋的變形量也相應(yīng)增加,達(dá)到一定界限后,就會(huì)超過(guò)抗變形能力,使混凝土開(kāi)裂、斷裂,危及結(jié)構(gòu)的安全使用。
斜拉橋的索塔是懸臂體系,主要承受自重和由斜拉索傳遞來(lái)的橋跨結(jié)構(gòu)的重量及活載引起的作用力。當(dāng)斜拉索索力的水平分力分布不對(duì)稱(chēng)或塔身受到水平荷載時(shí),它還要承受由此引起的彎矩,并產(chǎn)生變形和位移。通常索塔是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土材料,其承受軸向壓力能力強(qiáng),抗彎矩、剪力及抗變形能力相對(duì)較弱。雖然在索塔的設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)周密的分析、計(jì)算,并在施工中給予嚴(yán)格控制,使它在營(yíng)運(yùn)期間所受的壓力、彎矩等均不會(huì)超過(guò)它的承載能力,但混凝土是一種脆性材料,反復(fù)的荷載作用及變形很容易使其產(chǎn)生疲勞破壞,而斜拉橋又是一種多次超靜定的柔性體系橋,外界的水平荷載作用和自身索力的調(diào)整在營(yíng)運(yùn)期間從不問(wèn)斷。因此,在斜拉橋營(yíng)運(yùn)期間對(duì)索塔位移進(jìn)行長(zhǎng)期不斷的觀測(cè),掌握其變形變化及發(fā)展趨勢(shì),對(duì)了解其自身的安全性、穩(wěn)定性十分重要。這些數(shù)據(jù)同時(shí)也是進(jìn)行全橋結(jié)構(gòu)性能綜合分析、評(píng)價(jià)的一個(gè)重要參數(shù)。
要了解索塔變形的詳細(xì)情況,最好能對(duì)塔頂、塔身的每一個(gè)斜拉索支點(diǎn)及有關(guān)的斷面均布設(shè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行位移觀測(cè),這樣就能對(duì)塔柱的每個(gè)主要截面進(jìn)行分析,使結(jié)果更全面。但這種檢測(cè)方案只是理想化的,在實(shí)際工作中很難做到,一般每個(gè)索塔有數(shù)十根索之多,而對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)又很難同時(shí)進(jìn)行。一個(gè)索塔上的所有觀測(cè)點(diǎn)逐一測(cè)量,必然要經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的時(shí)間,而索塔上的斜拉索索力是時(shí)刻不停地進(jìn)行調(diào)整的,所處環(huán)境的自然影響因素也在不斷的變化,它們對(duì)索塔產(chǎn)生的綜合效應(yīng)也在時(shí)刻變化著,從而使位移的大小不定。可見(jiàn)這種檢測(cè),即對(duì)一個(gè)索塔上的各觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的值,是索塔在不同位移狀態(tài)下的位移值,如將觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合分析,就會(huì)得到與實(shí)際不符的結(jié)論,考慮到索塔的位移以塔頂最為顯著,且這種位移是各種因素綜合作用的結(jié)果,故選定塔頂作為索塔位移的觀測(cè)點(diǎn)。對(duì)索塔位移進(jìn)行觀測(cè)是了解結(jié)構(gòu)安全性能的一個(gè)重要內(nèi)容。將觀測(cè)的結(jié)果與通過(guò)測(cè)得的索力計(jì)算出的位移進(jìn)行比較,尋找兩者之間的差異,還有助于發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中隱藏的病害。
中交路橋工程檢測(cè)主要檢測(cè)業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)、橋梁檢測(cè)、隧道檢測(cè)