周勇狄 謝明志

（廣西交通科學(xué)研究院，廣西 南寧 530007）

中承式鋼筋混凝土箱型肋拱橋吊桿更換施工技術(shù)研究

周勇狄 謝明志

（廣西交通科學(xué)研究院，廣西 南寧 530007）

以一中承式鋼筋混凝土箱型肋拱橋的維修加固為工程背景，主要從施工工藝、施工方法等方面介紹中承式鋼筋混凝土箱型肋拱橋拱橋的吊桿更換施工技術(shù)，為今后類似的維修加固提供可靠依據(jù)。

中承式鋼筋混凝土箱型肋拱橋；吊桿；施工工藝；施工方法

1 工程概況

某二級公路橋梁，橋梁全長542m，橋面凈寬12m，橋跨組合和結(jié)構(gòu)形式為1×7.51m（T梁）+1×16.00m（空心板）+1×68.00m（上承式鋼筋混凝土箱型肋拱）+2×95.00m（中承式鋼筋混凝土箱型肋拱）+3×68.00m上（承式鋼筋混凝土箱型肋拱）+1×16.00m（空心板）。中承式鋼筋混凝土箱型肋拱矢跨比為 1/4，上承式鋼筋混凝土箱型肋拱矢跨比為1/6.8。橋型如圖1所示。

圖1 橋梁照片圖

原橋吊桿的結(jié)構(gòu)采用的是工程現(xiàn)場制索的 DM5-110，1600Mpa強度的鋼絲鐓頭錨，錨頭預(yù)埋留孔直徑φ103（原錨頭不能穿過，為現(xiàn)場制作結(jié)構(gòu)），吊桿采用φ100×0.5的套管內(nèi)灌注水泥漿體防護(hù)。由于吊桿的上下錨頭和預(yù)埋管內(nèi)全部灌注了水泥漿，更換時需取出原吊桿打通預(yù)埋管是本工程的一大難點。原吊桿的預(yù)埋管孔為φ103，為保證拱肋的結(jié)構(gòu)安全，防止鋼筋損傷，孔徑φ103不得再增大，根據(jù)這個原則結(jié)合目前全密封防護(hù)拉索結(jié)構(gòu)的類型，采用高強鋼拉桿+全密封PES7-61冷鑄鐓頭錨吊桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊桿更換。更換需采用臨時吊桿進(jìn)行力值轉(zhuǎn)換后才能進(jìn)行，轉(zhuǎn)換的安全性、均勻性和平衡性也是施工的一大關(guān)鍵點。

2 吊桿更換原則

2.1 換吊桿前后，保持原結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)不變和結(jié)構(gòu)承載力不降低，保持現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的連續(xù)性。

2.2 更換吊桿時，必須保證橋梁結(jié)構(gòu)安全，避免對原結(jié)構(gòu)造成不必要的損傷，更換吊桿后橋梁仍能滿足設(shè)計要求和今后的運營要求。

2.3 更換吊桿應(yīng)盡量工序少、施工方便、工期短，盡量少占用橋面，最大限度地減少對交通的影響。

2.4 更換后的吊桿應(yīng)考慮再次更換的可能性，采用可更換式、密封防護(hù)性能好的新吊桿。

2.5 應(yīng)用成熟技術(shù)和工藝，確保施工安全及工程質(zhì)量一次成優(yōu)。

3 新吊桿的采納

在大橋建設(shè)時期，尚未有PES型全密封拉索，隨著技術(shù)的發(fā)展，全密封結(jié)構(gòu)的冷鑄錨鍍鋅鋼絲拉索，因其優(yōu)越的靜力和耐疲勞性能，良好的防護(hù)性能，已經(jīng)上升成為了國家標(biāo)準(zhǔn)。本次設(shè)計換索根據(jù)原橋的拉索技術(shù)性能，選擇采用PES7-61型雙HDPE防護(hù)層成品索體，LZM7-61冷鑄錨錨固。吊桿設(shè)計如圖2所示。

圖2 吊桿設(shè)計圖

新吊索在拱肋下端靠近拱肋部分和橋面上部離橋面550mm距離處設(shè)置拉桿索體連接裝置，用304不銹鋼護(hù)套外包，橋面2.5米高度范圍處全部外包不銹鋼防止行人損傷成品吊桿外層PE防護(hù)層。4根邊吊索（1＃和9＃）因吊桿長度比較短，直接采用剛拉桿結(jié)構(gòu)，為美觀統(tǒng)一，方便加工和安裝，設(shè)置橋面550mm處一個連接器，外露吊桿的顏色根據(jù)橋梁整體色調(diào)確定后在工廠制索時直接調(diào)制索體外層PE顏色。

錨頭保護(hù)罩和預(yù)埋管內(nèi)空隙采用聚氨脂發(fā)泡塑料填充防護(hù)，吊桿于橋面接觸部分通過引伸出150mm的延長筒設(shè)置防水罩，吊桿在拱肋和梁端出口處設(shè)置減震器把吊桿震動傳遞到混凝土結(jié)構(gòu)中提高錨頭耐疲勞性能。錨頭部分設(shè)置弧矯支座能微調(diào)上下吊桿的孔道偏心，柔性吊桿結(jié)構(gòu)能適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮。

4 施工方案

4.1 施工工藝

吊桿更換施工過程主要分為以下幾步：現(xiàn)場施工準(zhǔn)備→新吊桿長度確定→臨時吊桿體系安裝→卸除原吊桿→清理預(yù)埋管→新吊桿的安裝→新吊桿的張拉→卸除臨時吊桿→吊桿索力調(diào)整→吊桿附件安裝及防護(hù)。主要更換工藝流程見圖3。

圖3 施工工藝流程圖

4.2 施工要點

圖4 臨時吊桿體系安裝示意圖

（1）體系轉(zhuǎn)換。進(jìn)行拱橋吊桿更換，必須尋找合適的臨時支撐，在舊吊桿卸載后代替原吊桿承受橋面荷載。本橋采用臨時吊桿法進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。在拱肋上設(shè)置錨固板，4根臨時吊桿穿過錨固板組成臨時吊桿系統(tǒng)。在吊桿更換時，通過對臨時吊桿進(jìn)行分級張拉，每次張拉完成后，對應(yīng)的卸掉相應(yīng)比例的吊桿力，多次循環(huán)直至舊吊桿力全部轉(zhuǎn)移到臨時吊桿上。此時割斷舊吊桿，安裝新吊桿，然后分級卸載臨時吊桿上的力，逐漸張拉新吊桿，直至臨時吊桿力卸載至零，完成吊桿更換。該方法采用分級張拉和卸載，能夠較方便的控制橋面線形和吊桿內(nèi)力。如圖4所示。

（2）舊吊桿拆除。原吊桿上、下錨頭被混凝土砂漿封死，在張拉臨時吊桿前，應(yīng)鑿除上下錨頭封錨砼，使錨頭螺母和錨墊板裸露。吊桿的拆除依據(jù)對稱的原則，每拆除一對舊吊桿，則相應(yīng)的換上一對新吊桿，在拆除吊桿的過程中，逐級加載（釋放）內(nèi)力，實時監(jiān)測橋面標(biāo)高，保證橋面不出現(xiàn)過大的位移，防止因位移過大致使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大的內(nèi)力，避免出現(xiàn)橋面混凝土開裂等問題。

（3）新吊桿安裝。根據(jù)設(shè)計的張拉索力值、標(biāo)高控制對吊桿進(jìn)行張拉及橋面標(biāo)高的調(diào)整。張拉過程中交替逐步放松臨時吊桿，張拉分級進(jìn)行加載，分級解除臨時吊桿索力。在換索全過程中，應(yīng)跟蹤監(jiān)測索力和更換吊桿所在處的撓度變化情況，并檢測橋面裂縫，判斷是否需調(diào)整索力。安裝完畢后，轉(zhuǎn)移到下一對吊桿的更換。

5 施工監(jiān)控

吊桿更換施工過程中應(yīng)對張拉設(shè)計索力值和橋面標(biāo)高變化值進(jìn)行雙控，做到兩者兼顧。此外，吊桿上錨墊板頂?shù)臉?biāo)高以及拉索伸長量等也是更換施工過程中需要綜合考慮的因素。

更換吊桿前應(yīng)對橋面標(biāo)高、吊桿上錨墊板頂?shù)臉?biāo)高、下錨墊板底的標(biāo)高進(jìn)行精確的測量。吊桿更換過程中，一方面要控制張拉力不超出設(shè)計范圍；另一方面，對橋面標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，將橋面標(biāo)高變化控制在一定范圍內(nèi)，保持橋梁的整體穩(wěn)定性。在全部的吊桿更換完畢后，同樣應(yīng)對吊桿索力和橋面標(biāo)高進(jìn)行測量，并與設(shè)計控制值進(jìn)行對比，如果超出則盡快采取調(diào)整措施，直至吊桿索力與橋面線型與原設(shè)計值基本保持一致。

6 結(jié)論

更換吊桿的關(guān)鍵技術(shù)：將舊的永久吊桿承受的恒重分批卸載到臨時吊桿后，拆除舊桿，安裝新桿，最后將臨時吊桿所承受的重量分批加載到新的永久吊桿上。在整個吊桿更換過程中，嚴(yán)格控制橫梁頂面標(biāo)高，進(jìn)行多次頂升和卸載，每次操作橫向?qū)ΨQ進(jìn)行。

經(jīng)過嚴(yán)格的施工控制，所更換的新吊桿將提高了吊桿的安全度和防腐性能，改善了大橋的營運狀況。本工程的順利完成，將為今后類似橋型吊桿更換提供了可靠依據(jù)。

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U448

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1008-1151(2011)07-0070-02

2011-03-26

周勇狄（1980—），男，廣西交通科學(xué)研究院工程師，從事橋梁隧道設(shè)計及相關(guān)科研。