拱桥吊杆的更换施工及维修加固

拱桥吊杆的更换施工及维修加固
赖富才
（广州市公路工程公司，广东广州510075）
摘要：G105线从化段彩虹桥为主拱90m跨的中承式砼肋拱，根据检测的结果，对该桥吊杆进行更换，并对桥面进行重新铺装和横梁的维修加固，以提高桥梁整体承载力。

重点介绍快捷更换吊杆的成功经验和施工控制。

关键词：中承式砼拱桥；吊杆更换；施工控制
Replacement of Hangers and the Rehabilitation of the Mid-supported Concrete Arch Slab Bridge
Lai Fu-cai Chen Wen-jun
（Guangzhou Highway Engineering Company）
Abstract: Caihong Bridge in Conghua segment of G105 line is a mid-supported concrete arch slab bridge which has a span of 90 m. According to the checking result, hangers are replaced, diaphragm are reinforced and cross beams are reinforced in order to improve the load-carrying capacity. The successful experiences and construction control methods in the replacement of hangers are introduced particularly.
Key words: mid-supported concrete arch bridge, the replacement of hangers, construction control
（见图2）；在凿开吊杆周边砼时还发现，穿吊杆的横梁端部预埋钢管原施工设计图纸为φ130mm，而实际的管径要小一点，最小的只有为φ123mm，而且管内已填满的水泥。

1.3 工程加固维修目标
根据桥梁检测的结果及现场发现的情况，经过
有关单位的加固维修设计，在保证原桥的整体性的前
提下，全部更换吊杆，而且把吊杆加粗，每根吊杆更
换为73根φ5镀锌高强平行钢丝，外包PE 护套，并
在桥面处锚头设置防水罩 ；凿除原桥面板，通过张拉
调整各吊杆的索力，达到桥面的水平线形，在更换施
工时吊杆张拉力不超出设计范围；吊杆横梁底部加钢
板，提高搞弯能力；裂缝灌环氧树脂密封浆液，并通
过重新铺装桥面砼来防止桥面水渗漏和改善桥面线形
和路况。

2 、更换吊杆施工工艺
该中承砼拱共有12对吊杆，最长的9#吊杆长为10.37m ，最短的4#吊杆长为4m ，
新吊杆型号为
OVMDM5-73CH ，73根φ5平行钢丝强度为1670Mpa ，组合式墩头锚吊杆，为了保证吊杆的质量，两端锚头钢丝在工厂镦头加工，并用热挤塑包裹，到现场直接安装。

2.2 设置临时吊杆
由于该拱桥桥面板为预制吊装板梁，板梁放在5米一条的横梁上，先简支后连续，桥面系无纵梁，因此整个桥梁体系受力明确，每对吊杆的永久荷载即为一条横梁重量加上一孔桥面系的重量，单根吊杆的承载约为420KN 。

在桥面两侧靠近行车道位置，安装两组贝雷梁长12米，贝雷梁上下桁杆加强以减少挠度，贝雷梁两端用枕木垫在相临两条横梁的上方，在紧挨横梁的两侧桥面各凿开两个约φ80的孔洞，以穿临时吊杆，一组临时吊杆由四根φ32精扎螺纹钢筋组成，临时吊杆下端设横梁平台，在平台上放一台DZ100油压千斤顶，油压千斤顶通过放在桥面上的油泵机控制，为了能够准确撑握数据，千斤顶经过标定后再使用。

2.3 拆除旧吊杆
更换旧吊杆从中间最长束向两边依次进行，以拆除第一对吊杆9#吊杆为例。

同步起升横梁两侧的油压千斤顶，将旧吊杆荷载部分卸载，注意观察桥面标高变化、下横梁和横梁上的桥面情况，防止顶升过程中出现新的裂缝，认真检查临时吊杆和横梁的受力情况，确认临时系统没问题再进行旧吊杆的割除；第一次施加旧吊杆荷载的25%力约100KN，发现桥面只起升2-3mm，用切割机切断旧吊杆10根钢丝，切割后桥面又下沉了1-2mm。

完成第一次切割后，按同样的方法和流程分六次切断旧吊杆的全部钢丝，拆除旧吊杆。

最后一次千斤顶施加了500KN力，桥面下游侧升高9mm，上游侧升高1.2cm。

在切断旧吊杆的过程中，还需记录每次桥面的标高变化、千斤顶的顶升量和顶升力、贝雷梁的挠度，以便为拆除下一根吊杆提供参考。

2.4 新吊杆的安装
旧吊杆拆除后，由于锚孔在原来施工时已用砼堵塞，因此必需先将孔内清理干净，确保新吊杆锚头能够穿过，并将孔内预埋钢管和上下锚垫板除锈涮漆。

新吊杆在工厂整体加工制作完成，可以保证吊杆质量。

新吊杆的安装通过桥面上的QY8汽车起重机配合完成：将吊绳从拱圈上端锚孔穿下，绑住新吊杆的一端，通过汽车卷扬作业，将新吊杆沿锚孔由下往上提升，垂直吊起新吊杆后，再将吊杆的下锚头沿桥面锚孔往下穿，先用螺母固定上锚头，再扭紧下锚头螺母。

穿新吊杆时应注意以下几点：
1）、吊点绑扎牢固，防止脱落损伤吊杆或轧伤人。

2）、穿吊杆时锚孔入口用麻布围垫，防止吊杆进入锚孔时刮伤PE护套。

3）、吊杆锚头穿进锚孔时一定要垂直慢慢穿，防止锚头螺纹磨伤。

2.5 新吊杆的张拉
吊杆安装完成后，应对吊杆进行张拉，使其替换临时吊杆承载桥面重量，以便解除临时吊杆系统。

新吊杆采用60吨千斤顶配精密油表在拱肋上端进行张拉，千斤顶与吊杆上锚头通过张拉杆连接，在千斤顶提升张紧吊杆过程中，同步放松桥面横梁下的千斤顶，使临时吊杆的承载力逐步转移到新吊上，在这力的转移过程中，由桥面标高来作为控制依据，尽量保持桥面标高在最小范围内变动的情况下完成力的传递。

新吊杆在完成全桥的吊杆更换后，根据桥面标高情况，部分吊杆还需进行二次调索张拉。

由于吊杆锚头螺纹长度有限，吊杆在张拉施工过程中，吊杆下锚端与横梁底面间用30×30cm，厚度20mm 和10mm的钢板垫，张拉完后对桥面锚孔周围用环氧砂浆砼设围栏，并在锚头上安装防水罩，防止雨水或桥面水渗入锚孔，腐蚀吊杆。

3、更换吊杆的施工控制
更换吊杆工程是为了在保持桥梁整体性的情况下，用新的吊杆置换原吊杆上的承载力，力求更换后新吊杆的承载力达到吊杆的原设计拉力，并使桥面标高能够达到设计值。

在更换过程中要注意保持桥梁的整体稳定性，要避免桥面和横梁变形过大而开裂，因此在更换过程中要除了控制张拉力不超出设计允许范围，同时还要进行标高的监测。

为了不使拆除旧吊杆和张拉新吊时，桥面标高变化过大而引起桥面或横梁开裂，在更换吊杆的施工过程中，通过张拉力和标高双控原则进行施工监控。

考虑到旧桥面已有多处开裂，更换全部吊杆后再凿除旧桥面，进行二次调
考虑对桥面标高的调整幅度会使后连续的桥面产生内力，对相临吊杆的索力也会产生影响，因此新桥面标高在设计值与原实际值的基础上进行整合，使其线形比原桥面水平度有了较大的改善，桥面线形比较示意如图4所示：
4、横梁加固处理
由于发现部分桥面横梁有细微裂纹，同时为了提高桥梁的承载力，增加横梁的抗弯能力，对横梁进行底部粘贴钢板的加固处理，横梁总长为11米，宽70cm，粘贴长6米,宽66cm,厚为6mm的Q345钢板，为能够使钢板更好地与横梁砼连接，采用灌浆法，在对钢板表面和砼表面进行处理后，先将钢板用锚栓固定在横梁底，并使钢板与砼面间留有3~5mm的空隙，以便函灌胶，用环氧密封胶对钢板四进行封边，并预留注浆嘴和排气管，再用压浆泵将灌注结构胶GROUT通过压浆嘴注入，待固结后，钢板与横梁共同承载。

5、结束语
更换旧吊杆作为彩虹桥维修加固项目的控制性工序，能在一个多月的时间内成功地更换全桥的24根吊杆，对整个工程按期按质完成施工任会务起到了关键作用，这与在施工前选用合理快捷的施工工艺、施工过程中的施工监控和认真的分析计算是分不开的，在换索施工过程中总结以下几点经验和建议：
1）导致该桥吊杆的腐蚀，影响吊索寿命的主要原因是防护不到位。

由于结构或施工时对吊索的保护措施不足或不当，常年累月的雨水渗漏，以致辞PE护套腐烂开裂，没有得到及时的维修，使钢丝暴露在空气中而产生锈蚀。

在今后的修建或维护施工过程中，吊索特别是锚头的保护应加以重视，尽量在工厂里整装，保证吊索质量，并在调索后，及时设置防水罩，防止雨水渗漏。

2）通过在桥面行车道两侧设置纵梁，作为临时兜吊系统的肩担梁来承担旧吊杆力，比在拱圈上设置兜吊系统更容易施工，但必需分析纵梁的分配力对相临吊杆的影响。

3）更换吊杆施工以索力和标高双控是行之有效的。

通过施工过程中的多次桥面标高测量监控，对数据进行分析与计算，得出索力与桥面标高之间的关系，指导更换吊杆时的施工控制。

参考文献：
[1] 顾安邦.,孙国柱. 公路桥涵设计手册-拱桥(下)［S］. 人民交通出版社,1997
[2] 杨文渊. 桥梁维修与加固［M］.北京.人民交通出版社,1989.
[3] 陈思甜,王静. 钢管砼拱桥吊杆更换施工控制技术［N］.重庆交通学院学报,2004.4。