中承式钢筋混凝土箱型肋拱桥吊杆更换施工技术研究

周勇狄 谢明志

（广西交通科学研究院，广西 南宁 530007）

中承式钢筋混凝土箱型肋拱桥吊杆更换施工技术研究

周勇狄 谢明志

（广西交通科学研究院，广西 南宁 530007）

以一中承式钢筋混凝土箱型肋拱桥的维修加固为工程背景，主要从施工工艺、施工方法等方面介绍中承式钢筋混凝土箱型肋拱桥拱桥的吊杆更换施工技术，为今后类似的维修加固提供可靠依据。

中承式钢筋混凝土箱型肋拱桥；吊杆；施工工艺；施工方法

1 工程概况

某二级公路桥梁，桥梁全长542m，桥面净宽12m，桥跨组合和结构形式为1×7.51m（T梁）+1×16.00m（空心板）+1×68.00m（上承式钢筋混凝土箱型肋拱）+2×95.00m（中承式钢筋混凝土箱型肋拱）+3×68.00m上（承式钢筋混凝土箱型肋拱）+1×16.00m（空心板）。中承式钢筋混凝土箱型肋拱矢跨比为 1/4，上承式钢筋混凝土箱型肋拱矢跨比为1/6.8。桥型如图1所示。

图1 桥梁照片图

原桥吊杆的结构采用的是工程现场制索的 DM5-110，1600Mpa强度的钢丝镦头锚，锚头预埋留孔直径φ103（原锚头不能穿过，为现场制作结构），吊杆采用φ100×0.5的套管内灌注水泥浆体防护。由于吊杆的上下锚头和预埋管内全部灌注了水泥浆，更换时需取出原吊杆打通预埋管是本工程的一大难点。原吊杆的预埋管孔为φ103，为保证拱肋的结构安全，防止钢筋损伤，孔径φ103不得再增大，根据这个原则结合目前全密封防护拉索结构的类型，采用高强钢拉杆+全密封PES7-61冷铸镦头锚吊杆结构进行吊杆更换。更换需采用临时吊杆进行力值转换后才能进行，转换的安全性、均匀性和平衡性也是施工的一大关键点。

2 吊杆更换原则

2.1 换吊杆前后，保持原结构受力状态不变和结构承载力不降低，保持现有桥梁结构工作状态的连续性。

2.2 更换吊杆时，必须保证桥梁结构安全，避免对原结构造成不必要的损伤，更换吊杆后桥梁仍能满足设计要求和今后的运营要求。

2.3 更换吊杆应尽量工序少、施工方便、工期短，尽量少占用桥面，最大限度地减少对交通的影响。

2.4 更换后的吊杆应考虑再次更换的可能性，采用可更换式、密封防护性能好的新吊杆。

2.5 应用成熟技术和工艺，确保施工安全及工程质量一次成优。

3 新吊杆的采纳

在大桥建设时期，尚未有PES型全密封拉索，随着技术的发展，全密封结构的冷铸锚镀锌钢丝拉索，因其优越的静力和耐疲劳性能，良好的防护性能，已经上升成为了国家标准。本次设计换索根据原桥的拉索技术性能，选择采用PES7-61型双HDPE防护层成品索体，LZM7-61冷铸锚锚固。吊杆设计如图2所示。

图2 吊杆设计图

新吊索在拱肋下端靠近拱肋部分和桥面上部离桥面550mm距离处设置拉杆索体连接装置，用304不锈钢护套外包，桥面2.5米高度范围处全部外包不锈钢防止行人损伤成品吊杆外层PE防护层。4根边吊索（1＃和9＃）因吊杆长度比较短，直接采用刚拉杆结构，为美观统一，方便加工和安装，设置桥面550mm处一个连接器，外露吊杆的颜色根据桥梁整体色调确定后在工厂制索时直接调制索体外层PE颜色。

锚头保护罩和预埋管内空隙采用聚氨脂发泡塑料填充防护，吊杆于桥面接触部分通过引伸出150mm的延长筒设置防水罩，吊杆在拱肋和梁端出口处设置减震器把吊杆震动传递到混凝土结构中提高锚头耐疲劳性能。锚头部分设置弧矫支座能微调上下吊杆的孔道偏心，柔性吊杆结构能适应桥梁结构的热胀冷缩。

4 施工方案

4.1 施工工艺

吊杆更换施工过程主要分为以下几步：现场施工准备→新吊杆长度确定→临时吊杆体系安装→卸除原吊杆→清理预埋管→新吊杆的安装→新吊杆的张拉→卸除临时吊杆→吊杆索力调整→吊杆附件安装及防护。主要更换工艺流程见图3。

图3 施工工艺流程图

4.2 施工要点

图4 临时吊杆体系安装示意图

（1）体系转换。进行拱桥吊杆更换，必须寻找合适的临时支撑，在旧吊杆卸载后代替原吊杆承受桥面荷载。本桥采用临时吊杆法进行体系转换。在拱肋上设置锚固板，4根临时吊杆穿过锚固板组成临时吊杆系统。在吊杆更换时，通过对临时吊杆进行分级张拉，每次张拉完成后，对应的卸掉相应比例的吊杆力，多次循环直至旧吊杆力全部转移到临时吊杆上。此时割断旧吊杆，安装新吊杆，然后分级卸载临时吊杆上的力，逐渐张拉新吊杆，直至临时吊杆力卸载至零，完成吊杆更换。该方法采用分级张拉和卸载，能够较方便的控制桥面线形和吊杆内力。如图4所示。

（2）旧吊杆拆除。原吊杆上、下锚头被混凝土砂浆封死，在张拉临时吊杆前，应凿除上下锚头封锚砼，使锚头螺母和锚垫板裸露。吊杆的拆除依据对称的原则，每拆除一对旧吊杆，则相应的换上一对新吊杆，在拆除吊杆的过程中，逐级加载（释放）内力，实时监测桥面标高，保证桥面不出现过大的位移，防止因位移过大致使结构出现过大的内力，避免出现桥面混凝土开裂等问题。

（3）新吊杆安装。根据设计的张拉索力值、标高控制对吊杆进行张拉及桥面标高的调整。张拉过程中交替逐步放松临时吊杆，张拉分级进行加载，分级解除临时吊杆索力。在换索全过程中，应跟踪监测索力和更换吊杆所在处的挠度变化情况，并检测桥面裂缝，判断是否需调整索力。安装完毕后，转移到下一对吊杆的更换。

5 施工监控

吊杆更换施工过程中应对张拉设计索力值和桥面标高变化值进行双控，做到两者兼顾。此外，吊杆上锚垫板顶的标高以及拉索伸长量等也是更换施工过程中需要综合考虑的因素。

更换吊杆前应对桥面标高、吊杆上锚垫板顶的标高、下锚垫板底的标高进行精确的测量。吊杆更换过程中，一方面要控制张拉力不超出设计范围；另一方面，对桥面标高进行严格的监控，将桥面标高变化控制在一定范围内，保持桥梁的整体稳定性。在全部的吊杆更换完毕后，同样应对吊杆索力和桥面标高进行测量，并与设计控制值进行对比，如果超出则尽快采取调整措施，直至吊杆索力与桥面线型与原设计值基本保持一致。

6 结论

更换吊杆的关键技术：将旧的永久吊杆承受的恒重分批卸载到临时吊杆后，拆除旧杆，安装新杆，最后将临时吊杆所承受的重量分批加载到新的永久吊杆上。在整个吊杆更换过程中，严格控制横梁顶面标高，进行多次顶升和卸载，每次操作横向对称进行。

经过严格的施工控制，所更换的新吊杆将提高了吊杆的安全度和防腐性能，改善了大桥的营运状况。本工程的顺利完成，将为今后类似桥型吊杆更换提供了可靠依据。

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U448

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1008-1151(2011)07-0070-02

2011-03-26

周勇狄（1980—），男，广西交通科学研究院工程师，从事桥梁隧道设计及相关科研。