斜拉索横截面局部损伤和损失率的数据分析与标定验证

孙飞1王世伟2

1.辽宁省市政工程设计研究院有限责任公司辽宁沈阳110006;2.交通运输部路网监测与应急处置中心北京100088

摘要：通过intros100-150型进口仪器对斜拉索横截面局部损伤和横截面损失率数据的分析，以及针对数据真实性进行标定，实现了对斜拉索横截面局部损伤和横截面损失率的精度和数据的复显性。

关键词：斜拉桥；斜拉索；横截面损失率（LMA）；截面局部损伤（LF）；漏磁；漏磁场。

Dataanalysisoflocaldamageandlossrateofcrosssectionofstaycables

SunFei

Abstract:throughtheanalysisofthelocaldamageandcrosssectionlossratedataofthecrosssectionofthecable-stayedcable,andthecalibrationofthedataauthenticity,theaccuracyofthelocaldamageandcrosssectionlossrateofthecablecrosssectionandthedataredominancearerealizedthroughtheintros100-150typeimportinstrument.

Keywords:cable-stayedbridge;staycable;crosssectionlossratio(LMA);sectionlocaldamage(LF);magneticfluxleakage;leakagemagneticfield.

1引言

我国近几年已建成斜拉桥超过百多座，是世界上斜拉桥最多的国家之一。斜拉桥斜拉索是整个桥梁服役稳定性的主要承重结构之一，斜拉索的锈蚀和断丝是斜拉索的主要病害，近年来斜拉桥的换索频率越来越高[4]，斜拉索实用设计年限远远没有达到，因各种原因进行的换索工程费用占桥梁原造价的50%以上。目前国内大部分非新建斜拉桥基本都经历了换索，因此，斜拉桥如何提高斜拉索使用时效与降低换索率，成为关注重点。斜拉桥拉索锈蚀程度和断丝率的大小是验证斜拉索服役性能安全的唯一标准[1]，分析斜拉索索体的横截面局部损伤和横截面损失率的精度对于确定拉索是否需要更换、哪些需要更换尤为重要[2]。

2工作原理及数据分析

图1检测工作原理

Permanentmagnets：永磁体；Cablerope：高强钢丝缆索；

Magneticyoke：磁轭组件；Discontinuity：中断；

Strayfield：漏磁场；Coil&Hailelements：线圈和霍尔原件。

工作原理：永磁体把被高强钢丝缆索磁化后，因试件表面或近表面的缺陷而在其表面形成漏磁场[5]，通过检测漏磁场的变化进而发现缺陷。

当高强钢丝缆索存在切割磁力线的缺陷时，高强钢丝缆索表面的锈蚀缺陷、断丝缺陷或组织状态的变化都会使磁导率发生变化[3][6]，由于缺陷的磁导率很小，磁阻很大，使磁路中的磁通发生畸变，磁感应线流向会发生变化，除了部分磁通会直接通过缺陷或高强钢丝缆索内部来绕过缺陷，还有部分磁通会泄漏到高强钢丝缆索表面上空，通过空气绕过缺陷再次进入高强钢丝缆索，于是就在高强钢丝缆索表面形成了漏磁场，仪器通过对漏磁场的变化大小，确定高强钢丝缆索缺陷位置的大小，并给出定量值[1]。

图2标定样索设置

3检测数据曲线

根据以上工作原理，进行了5组不同工况下的试验，Intros100-150型进口仪器的检测数据显示出不同的数据曲线如下：

5结论

斜拉索的横截面局部损伤和横截面损失率的确定是本文重点阐述对象，通过分析工作原理，采用Intros100-150型进口仪器进行检测，检测数据对比分析后[4]，得出的主要结论如下：

（1）Intros100-150型进口仪器对斜拉索横截面锈蚀率和横截面局部损失率的精度满足斜拉索检测要求，并且灵敏度设置合理，检测结果可直接打印。

（2）通过人为设定斜拉索横截面损失率值，使用Intros100-150型进口仪器进行检测，检测数据与认为设定值相吻合，设备性能满足要求。

（3）Intros100-150型进口仪器只能检测斜拉索可见段，对于隐蔽的锚头无法检测，仪器设备运行空间要求斜拉索与斜拉索之间最小间距大于45cm。

参考文献:

[1]杨叔子，康宜华.钢丝绳断丝定量检测技术与原理[M].北京:国防工业出版社，1995.

[2]王文涛.斜拉索换索工程[M].北京：人民出版社，1997：10-40.

[3]叶觉明，钟建驰。吊索结构件的防腐保护技术[J]，材料保护，2002（9）.

[4]刘东升。斜拉索索体防护与施工控制浅析[J]，山西建筑，2010（3）.

[5]赵兰斌.管道漏磁检测探头的设计思路[J].装备制造技术，2013（12）.

[6]叶觉明，钟建驰.桥梁缆索系统的腐蚀与防护[J]，钢结构，2005（2）.

作者简介：孙飞，1981-，男，安徽青阳人，汉族，高级工程师，硕士，主要从事路桥设计、桥梁检测与试验等工作。