根據澎湃新聞的信息：重慶鵝公巖軌道大橋，一根吊索的螺桿斷裂,，造成奧體中心,，經謝家灣至海峽路區(qū)段，運營受阻,，現場已有工作人員在進行引導,。

從下圖可以看出：一根較粗的垂直吊索的螺栓與端部開檔連接處，發(fā)生了斷裂,，此處,，正好位于尺寸急劇變化的過渡處，應力集中較大,，

從圖片也可以看出：斷裂后,，無應力狀態(tài)下，上部向右傾斜,；而斷裂下部的螺栓,，則向左有一段距離,。

從這個意義上可以分析得出：該螺栓安裝時候，會有一定的裝配應力,。

 鵝公巖軌道大橋螺桿斷裂的情況出現之后,，重慶軌道集團連發(fā)了 4 則消息，對奧體中心經謝家灣至海峽路區(qū)段運營的方案,，進行臨時調整,，并向顧客們說明的情況。

不僅如此,，重慶軌道集團也發(fā)表了致歉信,，并表示會盡快恢復該路段的運營。這足以說明：鵝公巖軌道大橋的一根螺桿斷裂,，不是一件小事,。

 01 重慶鵝公巖軌道大橋簡介

鵝公巖軌道大橋是重慶軌道交通環(huán)線南環(huán)的控制性工程，位于鵝公巖長江大橋(公路橋)上游約45米處,。

主跨為 600 米的五跨連續(xù)鋼箱梁自錨式懸索橋,，其跨度在世界軌道交通專用懸索大橋中位居前列，

同時,，也是世界上主跨跨度*大的自錨式懸索橋,。

由于該橋，需要進行"先斜拉,、后懸索"的體系轉換施工,，才能*終成橋,，因此,，施工工藝復雜,、技術含量高。 

2019年7月,，鵝公巖軌道大橋鋪軌完畢,，開始進行軌道環(huán)線的試運營。

新建的鵝公巖軌道大橋,，與鵝公巖長江大橋,，同橋型、同高度,，遠遠望去就像一對孿生兄弟,。

不同之處，主要有兩點:

一是,，新橋的橋面比老橋窄一些;

二是,，新橋載軌道列車，老橋跑汽車,。

鵝公巖軌道大橋施工難點,，有四個:

一是,，這座懸索橋需要"先斜拉，后懸索"的各施工體質轉換,，在國內尚屬首例;

二是,，鋼箱梁梁體剛度大，單節(jié)段重量大,，標準節(jié)段*大410噸;

三是,，老橋的防護難度大，新橋施工**風險較大;

四是,，施工條件復雜,，需跨越南濱路、九濱路,、成渝鐵路、鵝公巖立交橋,。

 02鵝公巖軌道大橋螺桿斷裂分析

從螺栓失效分析的角度,，對鵝公巖軌道大橋螺桿斷裂的可能原因進行分析，

由于目前僅僅是從網上披露的相關斷口的宏觀照片,，進行分析,，我們僅僅分析可能原因，待后續(xù)能夠收集到相關更豐富的斷口照片,，可以對其更加全  面的分析,。

 1、斷裂螺桿的受力分析

從事件回顧中的分析,，可以看出：這個斷裂螺桿,，主要受到橋面重量（包含行駛地鐵的重量、振動,、沖擊,，還有風力的作用，總體來說,，橋面的重量,，也不是一個靜載荷，是存在一定的交變載荷作用）的拉力作用,。

由于安裝的時候,，螺桿不是無應力裝配。

 特別是在彎矩作用下,，受拉的一側,，拉應力更大，在橋面重量（地鐵列車往復行駛作用下）不斷變化的作用下,，彎矩拉應力的一側,，會產生往復變化,，這樣特別在行形狀尺寸突變位置，再加上應力集中的影響,，就會容易產生疲勞斷裂的可能性,。

從這個受力分析，可以分析出：拉應力一側是位于橋面路面內側,，壓應力一側位于江面測,。

以下，我們就把橋面路面?zhèn)确Q為內側,，江面測稱為外側,。

按照相關資料，根據橋梁專家給出的螺桿直徑80mm估算,，螺桿,，一般經過熱處理，按照熱處理后,，屈服強度640MPa來估算,，該螺桿，可以承受3217kN的拉力,。

此處,，一個鋼梁的重量為410t，也就是4100kN,；如果按照4個吊點分析的話,，靜載荷下螺桿強度是足夠的，也能有3倍以上的**系數,。

設想一下：如果這根吊索調整時候,，調整的比較短，這根吊索就會出現較大的受力,，而不是正常情況下的平均分配拉力,，這樣，就會使該螺桿受到非常大的力,。所以,，螺栓的調整維護，也需要進行研究分析,。

2,、螺桿的斷口分析

從目前披露的照片無法準確判斷：疲勞區(qū)域是在內側還是在外側。

按照前面的裝配時不是無應力裝配,，分析推斷：疲勞光滑區(qū)域應該為內側,。

如果，確實實際情況疲勞光滑區(qū)域,，是在螺桿內側的話,，就能印證前面的裝配應力造成內側拉應力的分析,。

從斷口的宏觀照片，可以看出：斷口區(qū)域附近沒有明顯的塑性變形,，沒有拉長的現象,；

斷口比較平整，沒有明顯的腐蝕產物,，斷面上,，能夠看到有一定的疲勞輝紋弧線；

斷口外圓的圓周表面,，有一些裂紋源區(qū),；

裂紋源區(qū)往下，有一個光滑的區(qū)域平攤區(qū)域,，約占整個螺桿截面的1/3面積,，初步認為：該區(qū)域為比較典型的疲勞斷裂特征。

快速擴展區(qū)的疲勞條帶間距較大,，可以認為：該螺栓受到的往復載荷,，還是非常大的；

*后的瞬斷區(qū)面積較小,，約為整個面積的1/10，可以大致推斷出：該螺桿*后快斷裂時候,，受到的靜載荷不是非常大,。

一個原因，是因為前面有較大的裂紋,，裂紋有一定的彎曲開口時候,，相對來說造成螺桿的長度增加，從而,，造成*終斷裂時候的載荷沒有那么大,。

如果沒有發(fā)生斷裂時候，螺桿沒有產生一定的裂開間隙時候,，也有可能此處的靜載荷較大,。

另外，從上面的上下兩個斷面的照片,，可以看出：在螺桿的外面,，還有一個類似螺紋套筒的零件，具體結構,，目前從圖片上來看,，不是非常清晰。

假設實際上,，確實有這個一個螺紋套筒,，猜測螺紋套筒的作用,，可以增大這個螺桿上面的等效截面慣性矩，實際上,，要確保螺紋套筒的兩個端面完全貼合,，*好還有一定的預緊力。

如果這個螺紋套筒,，沒有貼合,，中間存在間隙，這樣,，就不能增加截面慣性矩的作用,，從而，使螺桿的桿部,，在彎矩作用下產生的彎曲應力大大提高,。

如果，是上述分析的結構,，也很有可能是預緊力不足,，導致兩個端面沒有貼合，存在較大的彎曲應力,。

03類似案例對比分析

針對該失效案例,，我們找到數據庫中：一個非常類似的螺栓斷裂案例，進行說明,。

該失效斷裂螺栓,，為固定某風力發(fā)電機葉片法蘭盤的10.9級雙頭螺柱，材料為42CRMOA,，表面采用達克羅處理,，該螺栓，在風力發(fā)電機服役過程中發(fā)生斷裂,。

從這個斷口形貌,，可以看出與該大橋的斷裂螺桿斷口非常類似，都有一個裂紋源區(qū),，疲勞擴展區(qū),，快速擴展區(qū)和瞬斷區(qū)組成。

從圖片可以看出：該螺栓左側是平整光亮,，有金屬本色,，未見明顯的塑性變形，斷面,，可見明顯的疲勞條帶,，疲勞起源于斷面左側邊緣，疲勞條帶擴展面積約占整個斷面的30%。

斷口面右側較為粗糙,，為裂紋快速擴展區(qū),，呈灰色。右側邊緣為*終瞬斷剪切唇,，斷面快速擴展區(qū)與剪切唇面積之和大約占斷面面積的70%,。

由此，*終根據斷口微觀分析,，確定該螺栓為疲勞斷裂,，而根據這個快速擴展區(qū)與剪切唇面積較大，推斷出：螺栓斷裂時候承受的應力較大,。

整個斷面的分布,，面積占比與該橋的吊索螺桿斷裂宏觀斷面非常一致。

從這一點,，也基本能夠判斷：該吊索螺桿很大可能是疲勞斷裂,。

錯位裝配，可能是造成應力較大的一個原因,。調整時候,，該螺桿的受力較大，也更加促進了這根螺栓的應力增加,，較快斷裂發(fā)生,。

04 根據網上披露的端面宏觀圖片，初步分析為：疲勞斷裂,，同時,，該螺桿，在*終斷裂前承受較大的應力,。

需要重點分析：螺桿安裝時，是否存在錯位現象,？安裝預緊力,，是否達到設計要求？

螺栓調整時候,，是否把該根螺栓調整過短,？造成該螺栓與其他螺栓不是平均承受橋面的載荷，僅該螺栓承受較大的載荷,。

需要深入的進行失效分析,，有必要時，建議取出相鄰的2-4根螺栓,，同步進行測試和分析,。

還需考慮當時的風速、湍流強度、風切變等其他客觀因素,，進行同步分析,。

具體結構，需要根據實際的產品進行確認,，如果,，是上述分析的結構，兩端面沒有足夠大的預緊力擰緊貼合,，造成存在較大的彎曲應力,，也是其中比較大的一個原因。