拱橋吊桿更換施工技術(shù)(唐賜明)

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1、拱橋吊桿更換施工技術(shù)唐賜明（重慶橋都橋梁技術(shù)有限公司）摘要：結(jié)合工程實例，利用精軋螺紋鋼及工字鋼作為臨時吊桿系統(tǒng)，將原吊桿的力轉(zhuǎn)換至臨時吊桿系統(tǒng)，再轉(zhuǎn)換至更換的新吊桿，完成中下承式拱橋吊桿更換。關(guān)鍵詞：拱橋；吊桿；更換；施工工藝前言自上世紀90年代開始，我國修建了大量中、下承式拱橋，該類橋梁主要是通過吊桿將橋面系的恒載及活載傳遞至拱肋，因此吊桿是關(guān)鍵的承重構(gòu)件。當時舊吊桿體系采用的基本上是平行鋼絲+鐓頭錨的方式。由于受當時技術(shù)水平、材料質(zhì)量及施工質(zhì)量等因素影響，橋梁竣工10多年后，吊桿便開始出現(xiàn)病害，隨著時間的推移逐漸成為橋梁結(jié)構(gòu)的安全隱患

2、，甚至出現(xiàn)吊桿斷裂致使橋梁垮塌的事件。吊桿的使用壽命一般為20年，從上世紀90年代拱橋竣工至今，將有大量的吊桿達到其使用壽命，需要更換。筆者結(jié)合四川省綿陽市安昌二橋拱橋吊桿更換施工實踐，對吊桿的更換進行探討。1、工程概況四川省綿陽市永安北路安昌二橋位于永興至安縣縣道上，跨越安昌河，是變截面懸鏈線鋼筋混凝土箱型中承式雙肋吊桿拱橋，于1995年建成通車。橋梁上部結(jié)構(gòu)主拱圈為變截面懸鏈線鋼筋混凝土箱型雙肋拱，肋間在橋面以下設(shè)有橫撐與K型橫撐；原橋吊桿采用熱擠PE防護鋼絲，每根吊桿共139根φ5高強平行鋼絲，標準強度為1670Mpa，錨具為墩頭錨；

3、吊桿橫聯(lián)采用鋼筋混凝土空心梁結(jié)構(gòu)；拱及墩上立柱（橫梁）采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。2008年汶川“5?12”地震時，該橋損毀較嚴重。為消除隱患，在處治完其他病害后，決定將其吊桿全部予以更換。2、吊桿更換施工方法2．1施工措施2.1.1施工支架及平臺支架用鋼管搭設(shè)，搭設(shè)前進行荷載驗算，符合安全要求后才能施工。在拱肋下搭設(shè)滿堂支架，施工支架需作為吊桿換索的平臺，故腳手架的剛度和整體穩(wěn)定性也要控制；支架搭設(shè)好后在其上滿鋪竹跳板即可使用。全橋采用扣件式鋼管支架，鋼管規(guī)格為φ48mm×3.5mm。橫梁處用鋼管、扣件搭設(shè)吊架，拱肋處用鋼絲繩固定，中間在泄水

4、孔位置采用鋼絲繩拉住縱向鋼繩，以保證鋼絲繩的受力穩(wěn)定、安全。2.1.2儀器設(shè)備本項目使用的機械設(shè)備及儀器主要有：吊車2臺，鉆孔機2臺，卷揚機2臺，電焊機5臺，氣割5套，混凝土裂縫觀測儀1臺，鋼筋位置測定儀1臺，空壓機2臺。2.2施工方法在擬更換吊桿的拱頂下方和橫梁吊點下部分別安裝腳手架和施工掛籃，再安裝臨時吊桿，逐步頂升臨時吊桿，將橫梁頂升約1cm，待原吊桿放松后，逐根截斷原吊索的鋼絲以釋放擬替換吊桿力，鋼絲的切割與臨時吊桿的預(yù)加力交替進行，以控制縱橫梁豎向位移在允許范圍內(nèi)微小變化；解除舊索后及時安裝新索，并逐步對新索施加預(yù)應(yīng)力和放松臨時吊

5、桿。在換索全過程中，需跟蹤檢測索力和更換吊桿所在處(縱橫梁相交處)的撓度變化情況，同時還應(yīng)測量鄰近點橋面標高，以決定是否需要調(diào)整索力。全橋換索結(jié)束后，需檢測全橋的索力，測量吊索下錨固區(qū)標高，并進行循環(huán)調(diào)整，直至索力和橋面線型與初值基本一致。2.2.1、施工前的準備1）為使吊桿更換施工安全、順利，換索前，需對拱肋、縱橫梁部分裂縫進行必要的加固處理；同時建立導(dǎo)線點控制網(wǎng)，測量原吊桿上下錨墊板間距以確定新索長度；制作、安裝工作平臺及吊車牽引系統(tǒng)；對有關(guān)專用設(shè)備、儀器進行試驗標定。新索長度確定方法：首先在該橋梁岸側(cè)附近建立起導(dǎo)線點(網(wǎng))，利用高精度

6、全站儀測量吊桿上下錨固鋼板中心點的空間坐標，計算其實際索長(L0)。本項測量誤差要求為±5mm。根據(jù)設(shè)計單位及生產(chǎn)廠家的綜合計算，為保證施工時調(diào)索安全，實際新索設(shè)計(下料)長度L取值為L0+2cm。由于安昌二橋從方案確定到開始制作吊桿的時間較短，無法打開上下錨固區(qū)來測量上下錨板之間的距離，所以采用測量拱肋底到人行道頂面的長度，上下錨固區(qū)處采取理論計算來確定其長度。按照橋面高程調(diào)整的數(shù)據(jù)，計算出吊桿長度。為了克服因吊桿長度測量不準、理論計算造成的偏差，經(jīng)各方協(xié)商，本項目將吊桿的兩端可調(diào)部分適當加長，以保證安裝時就位準確。2）換索施工的工作平臺

7、包括拱肋工作平臺及橋下梁底更換鋼吊桿的施工掛籃。拱肋工作平臺采用在拱肋兩側(cè)架設(shè)滿堂鋼管架的方式，為保證通車安全，在車行道邊緣采用彩鋼瓦將操作位置與車道分隔開。橋面上的牽引系統(tǒng)主要是吊車、卷揚機、3t及5t葫蘆，用于牽引拉索就位。換索施工的專用機具主要有臨時吊桿、張拉連接器、掛索引出桿、千斤頂、油泵、反力架、壓力傳感器及夾具、葫蘆等。3）按設(shè)計圖的要求，驗算臨時吊桿的可靠性。臨時吊桿在換索過程中承擔著吊索的任務(wù)，施工中采用8根Ф32mm預(yù)應(yīng)力高強精軋螺紋粗鋼筋作為臨時吊桿。原吊桿拉索最大張力T=1160kN，則替代索拉應(yīng)力可計算如下：每根精軋

8、螺紋鋼承受的張力為T÷8=1160÷8=145kN螺紋鋼的截面積為π(d/2)2=3.14×（32÷2）2=804mm2每根精軋螺紋鋼承受的拉應(yīng)力Rg=145×103÷（804×