根据澎湃新闻的信息：重庆鹅公岩轨道大桥，一根吊索的螺杆断裂，造成奥体中心，经谢家湾至海峡路区段，运营受阻，现场已有工作人员在进行引导。

从下图可以看出：一根较粗的垂直吊索的螺栓与端部开档连接处，发生了断裂，此处，正好位于尺寸急剧变化的过渡处，应力集中较大，

从图片也可以看出：断裂后，无应力状态下，上部向右倾斜；而断裂下部的螺栓，则向左有一段距离。

从这个意义上可以分析得出：该螺栓安装时候，会有一定的装配应力。

 鹅公岩轨道大桥螺杆断裂的情况出现之后，重庆轨道集团连发了 4 则消息，对奥体中心经谢家湾至海峡路区段运营的方案，进行临时调整，并向顾客们说明的情况。

不仅如此，重庆轨道集团也发表了致歉信，并表示会尽快恢复该路段的运营。这足以说明：鹅公岩轨道大桥的一根螺杆断裂，不是一件小事。

 01 重庆鹅公岩轨道大桥简介

鹅公岩轨道大桥是重庆轨道交通环线南环的控制性工程，位于鹅公岩长江大桥(公路桥)上游约45米处。

主跨为 600 米的五跨连续钢箱梁自锚式悬索桥，其跨度在世界轨道交通专用悬索大桥中位居前列，

同时，也是世界上主跨跨度*大的自锚式悬索桥。

由于该桥，需要进行"先斜拉、后悬索"的体系转换施工，才能*终成桥，因此，施工工艺复杂、技术含量高。 

2019年7月，鹅公岩轨道大桥铺轨完毕，开始进行轨道环线的试运营。

新建的鹅公岩轨道大桥，与鹅公岩长江大桥，同桥型、同高度，远远望去就像一对孪生兄弟。

不同之处，主要有两点:

一是，新桥的桥面比老桥窄一些;

二是，新桥载轨道列车，老桥跑汽车。

鹅公岩轨道大桥施工难点，有四个:

一是，这座悬索桥需要"先斜拉，后悬索"的各施工体质转换，在国内尚属首例;

二是，钢箱梁梁体刚度大，单节段重量大，标准节段*大410吨;

三是，老桥的防护难度大，新桥施工**风险较大;

四是，施工条件复杂，需跨越南滨路、九滨路、成渝铁路、鹅公岩立交桥。

 02鹅公岩轨道大桥螺杆断裂分析

从螺栓失效分析的角度，对鹅公岩轨道大桥螺杆断裂的可能原因进行分析，

由于目前仅仅是从网上披露的相关断口的宏观照片，进行分析，我们仅仅分析可能原因，待后续能够收集到相关更丰富的断口照片，可以对其更加全  面的分析。

 1、断裂螺杆的受力分析

从事件回顾中的分析，可以看出：这个断裂螺杆，主要受到桥面重量（包含行驶地铁的重量、振动、冲击，还有风力的作用，总体来说，桥面的重量，也不是一个静载荷，是存在一定的交变载荷作用）的拉力作用。

由于安装的时候，螺杆不是无应力装配。

 特别是在弯矩作用下，受拉的一侧，拉应力更大，在桥面重量（地铁列车往复行驶作用下）不断变化的作用下，弯矩拉应力的一侧，会产生往复变化，这样特别在行形状尺寸突变位置，再加上应力集中的影响，就会容易产生疲劳断裂的可能性。

从这个受力分析，可以分析出：拉应力一侧是位于桥面路面内侧，压应力一侧位于江面测。

以下，我们就把桥面路面侧称为内侧，江面测称为外侧。

按照相关资料，根据桥梁专家给出的螺杆直径80mm估算，螺杆，一般经过热处理，按照热处理后，屈服强度640MPa来估算，该螺杆，可以承受3217kN的拉力。

此处，一个钢梁的重量为410t，也就是4100kN；如果按照4个吊点分析的话，静载荷下螺杆强度是足够的，也能有3倍以上的**系数。

设想一下：如果这根吊索调整时候，调整的比较短，这根吊索就会出现较大的受力，而不是正常情况下的平均分配拉力，这样，就会使该螺杆受到非常大的力。所以，螺栓的调整维护，也需要进行研究分析。

2、螺杆的断口分析

从目前披露的照片无法准确判断：疲劳区域是在内侧还是在外侧。

按照前面的装配时不是无应力装配，分析推断：疲劳光滑区域应该为内侧。

如果，确实实际情况疲劳光滑区域，是在螺杆内侧的话，就能印证前面的装配应力造成内侧拉应力的分析。

从断口的宏观照片，可以看出：断口区域附近没有明显的塑性变形，没有拉长的现象；

断口比较平整，没有明显的腐蚀产物，断面上，能够看到有一定的疲劳辉纹弧线；

断口外圆的圆周表面，有一些裂纹源区；

裂纹源区往下，有一个光滑的区域平摊区域，约占整个螺杆截面的1/3面积，初步认为：该区域为比较典型的疲劳断裂特征。

快速扩展区的疲劳条带间距较大，可以认为：该螺栓受到的往复载荷，还是非常大的；

*后的瞬断区面积较小，约为整个面积的1/10，可以大致推断出：该螺杆*后快断裂时候，受到的静载荷不是非常大。

一个原因，是因为前面有较大的裂纹，裂纹有一定的弯曲开口时候，相对来说造成螺杆的长度增加，从而，造成*终断裂时候的载荷没有那么大。

如果没有发生断裂时候，螺杆没有产生一定的裂开间隙时候，也有可能此处的静载荷较大。

另外，从上面的上下两个断面的照片，可以看出：在螺杆的外面，还有一个类似螺纹套筒的零件，具体结构，目前从图片上来看，不是非常清晰。

假设实际上，确实有这个一个螺纹套筒，猜测螺纹套筒的作用，可以增大这个螺杆上面的等效截面惯性矩，实际上，要确保螺纹套筒的两个端面完全贴合，*好还有一定的预紧力。

如果这个螺纹套筒，没有贴合，中间存在间隙，这样，就不能增加截面惯性矩的作用，从而，使螺杆的杆部，在弯矩作用下产生的弯曲应力大大提高。

如果，是上述分析的结构，也很有可能是预紧力不足，导致两个端面没有贴合，存在较大的弯曲应力。

03类似案例对比分析

针对该失效案例，我们找到数据库中：一个非常类似的螺栓断裂案例，进行说明。

该失效断裂螺栓，为固定某风力发电机叶片法兰盘的10.9级双头螺柱，材料为42CRMOA，表面采用达克罗处理，该螺栓，在风力发电机服役过程中发生断裂。

从这个断口形貌，可以看出与该大桥的断裂螺杆断口非常类似，都有一个裂纹源区，疲劳扩展区，快速扩展区和瞬断区组成。

从图片可以看出：该螺栓左侧是平整光亮，有金属本色，未见明显的塑性变形，断面，可见明显的疲劳条带，疲劳起源于断面左侧边缘，疲劳条带扩展面积约占整个断面的30%。

断口面右侧较为粗糙，为裂纹快速扩展区，呈灰色。右侧边缘为*终瞬断剪切唇，断面快速扩展区与剪切唇面积之和大约占断面面积的70%。

由此，*终根据断口微观分析，确定该螺栓为疲劳断裂，而根据这个快速扩展区与剪切唇面积较大，推断出：螺栓断裂时候承受的应力较大。

整个断面的分布，面积占比与该桥的吊索螺杆断裂宏观断面非常一致。

从这一点，也基本能够判断：该吊索螺杆很大可能是疲劳断裂。

错位装配，可能是造成应力较大的一个原因。调整时候，该螺杆的受力较大，也更加促进了这根螺栓的应力增加，较快断裂发生。

04 根据网上披露的端面宏观图片，初步分析为：疲劳断裂，同时，该螺杆，在*终断裂前承受较大的应力。

需要重点分析：螺杆安装时，是否存在错位现象？安装预紧力，是否达到设计要求？

螺栓调整时候，是否把该根螺栓调整过短？造成该螺栓与其他螺栓不是平均承受桥面的载荷，仅该螺栓承受较大的载荷。

需要深入的进行失效分析，有必要时，建议取出相邻的2-4根螺栓，同步进行测试和分析。

还需考虑当时的风速、湍流强度、风切变等其他客观因素，进行同步分析。

具体结构，需要根据实际的产品进行确认，如果，是上述分析的结构，两端面没有足够大的预紧力拧紧贴合，造成存在较大的弯曲应力，也是其中比较大的一个原因。