柳州壶西大桥斜拉索更换工程施工控制与监测

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１９ ２０ ２１ ２２ ２３ ２４
１９ ２２ ２１ ２４ ２３ ２６
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２．２ 施 工 控 制 原 则 $ １% 施 工 前 由 施 工 单 位 根 据 施 工 图 设 计 文 件
研 究 施 工 技 术 方 案 #编 制 施 工 组 织 设 计 方 案 #明 确 施工顺序!施工时间!施工程序等#报业主!监理 批准执行" $ ２% 在 施 工 过 程 中 # 按 照 上 述 确 定 的 施 工 顺 序 和 步 骤 进 行 施 工 " 每 一 施 工 程 序 是 &由 施 工 监 控 单 位 提 供 施 工 控 制 指 令!施 工 单 位 执 行 相 应 施 工 步 骤 #提 交 相 关 数 据!监 测 单 位 测 量 主 梁 位 移 !索 力 等 项 目 # 并 提 供 相 关 数 据!监 控 单 位 分 析 实 测 数 据# 并根据分析结果向施工单位提供新的施工控 制指令" $ ３% 斜 拉 索 换 索 时 # 旧 索 索 力 和 新 索 张 拉 索 力 一般以千斤顶测量值为准# 频率法实测索力作为 校核" $ ４% 为 了 保 持 结 构 现 有 的 受 力 状 态 # 一 般 情 况 下 #新 索 张 拉 控 制 索 力 以 实 测 旧 索 索 力 为 依 据 #基 本保持不变" $ ５% 施 工 控 制 以 索 力 ! 桥 面 标 高 （线 形 ）两 项 内 容 作 为 控 制 指 标 #其 中 以 索 力 为 主 " $ ６% 换 索 施 工 应 严 格 执 行 有 关 施 工 规 范 # 按 施 工图设计要求实施各项施工程序和施工操作"
２
换索施工控制过程
２．１ 施 工 控 制 的 目 的
２００７ 年 ３ 月第 ３ 期
城市道桥与防洪
管理施工
!"
斜 拉 桥 是 由 塔 !梁 !索 三 大 部 分 组 成 的 空 间 复 杂 结 构 体 系 " 在 斜 拉 索 换 索 施 工 过 程 中 #由 于 斜 拉 桥拉索!主梁!主 塔 等 构 件 在 斜 拉 索 拆 卸 !安 装 工 程中内力应力会发生改变# 对结构的正常使用带 来 一 定 的 不 利 影 响 #需 要 对 换 索 过 程 进 行 监 控 " 同 时重新换上的新索索力和原拉索索力之间总是会 存 在 一 些 差 异#也 需 要 对 这 种 差 异 进 行 检 测 #必 要 时根据检测结果需对拉索索力进行调整# 以确保 结构处于良好的应力状态" 因此在斜拉索换索的 整 个 过 程 中 #进 行 全 方 位 监 控 #达 到 符 合 设 计 期 望 值的基本目的" 施工监控是保证斜拉索结构安全 可靠的必要手段"
交通# 除行人和摩托车外# 禁止所有机动车辆通 行" 根据计算结果及换索经验# 拉索的更换顺序 详见表 １ 所示"
表１ 序号 索号 序号 索号 拉索更换顺序表 序号 索号 序号 索号 序号 索号
１ ２ ３ ４ ５ ６
２ １ ３ ４ ５ ６
７ ８ ９ １０ １１ １２
７ ８ ９ １０ １２ １３
１３ １４ １５ １６ １７ １８
每更换一号斜拉索的施工控制流程如下& $ １% 旧 索 卸 下 前 # 对 所 换 拉 索 及 相 邻 索 的 索 力 用频率法进行测定# 对所换拉索及相邻索所在位 置处的桥面竖向位移进行测量# 并将结果提交监 控" $ ２% 卸 旧 索 时 # 用 千 斤 顶 测 旧 索 索 力 # 并 将 索 力值提交监控" 旧索卸下后# 对所换拉索的相邻索索力用频 率法测定其变化情况’ 测量所换拉索及相邻索所 在位置处桥面标高的变化情况’ 并将结果提交监 控" $ ３% 监 控 根 据 实 测 旧 索 索 力 # 所 换 拉 索 的 相 邻 索索力!桥面标 高 的 变 化 情 况 #参 考 计 算 值 #经 综 合 分 析 #确 定 新 索 的 张 拉 力 #并 发 出 相 应 的 指 令 提 交施工" $ ４% 施 工 单 位 根 据 监 控 提 交 的 张 拉 力 值 将 新 索张拉到位" $ ５% 新 索 张 拉 后 # 对 所 换 新 索 及 相 邻 索 的 索 力 用频率法进行测定# 对所换新索及相邻索所在位 置处的桥面竖向位移进行测量# 并将结果提交监 控" $ ６% 按 设 计 要 求 # 千 斤 顶 测 旧 索 索 力 时 # 应 以 螺 母 与 锚 垫 板 之 间 的 间 隙 不 大 于 ３ｍｍ 时 的 索 力 为准" 测量螺母与锚垫板之间的间隙值与千斤顶 油压值# 将该状态下的旧索拉力值与间隙值一并 提 交 监 控#由 监 控 计 算 该 间 隙 值 引 起 的 索 力 增 量 # 并对千斤顶实测旧索索力进行修正"
２ ｍ 的 矩 形 $ 下 缘 挖 一 底 宽 ０．６ ｍ’ 高 ０．５ ｍ 的 梯
收 稿 日 期 & ２００７－ ０１－ １１ 作 者 简 介 &周 鹏 ! １９５７－ " $ 男 $ 广 西 柳 州 人 $ 高 级 工 程 师 $ 从 事 桥梁养护技术管理工作#
图１
拉 索 外 包 皮 破 损 ’钢 绞 线 锈 蚀
壶西大桥的斜拉索为双面扇形索$ 每一侧共
２６ 对 拉 索 $ 采 用 无 粘 结 钢 绞 线 ＯＶＭ－ ２００ 夹 片 群 锚 拉 索 体 系 $ 梁 上 索 距 ４ ｍ# 索 体 采 用 低 松 弛 ’ 强 度 等 级 为 １８６０ ＭＰａ ’ 直 径 为 #１５．２４ ｍｍ 的 钢 绞 线 $ 注 油 后 热 挤 压 ＨＤＰＥ 护 套 而 成 # 拉 索 共 有 １３ 种 规 格 $ 最 粗 的 为 ３７ $%１５．２４ $ 最 小 的 为 ８ & ! 其中 ’１５．２４ $ 全 桥 共 有 各 种 规 格 的 拉 索 １０４ 根 有 ９２ 根 斜 拉 索 $ 索 体 呈 六 边 形 $ 外 侧 布 置 有 与 斜
城市道桥与防洪
’’ 索 的 拉 力 ( 式 中 &!’ ’’ 单 位 长 度 索 重 ( "’ ’’ 索 的 计 算 长 度 #’ ’’ 第 ｎ 阶 自 振 频 率 ( $%’ ’’ 振 动 阶 数 ( %’ ’’ 重 力 加 速 度 " &’ 对于两端铰接的刚性索&
区东西向交通干线上的一座重要桥梁# 大桥位于 柳 州 市 西 侧$在 市 区 西 部 跨 越 柳 江# 壶 西 大 桥 为 单 塔双索面斜拉桥$ 采用塔梁墩固结体系# 主桥及
３０ ｍ 跨 径 的 引 桥 采 用 预 应 力 混 凝 土 结 构 % ３０ ｍ 跨 径的引桥为预应力混凝土 Ｔ 型梁# 壶 西 桥 塔 顶 标 高 为 １５７．８８ ｍ$ 桥 面 标 高 为 ９７．５８ ｍ# 主 桥 跨 径 １２０ ｍ＋１２０ ｍ$ 桥 跨 布 置 呈 对 称 # 桥 梁 总 长 约 ５１７ ｍ$ 两 边 引 桥 长 约 ２７７ ｍ# 桥 宽 ! 机 动 车 道" ＋２ ! ２ ｍ ! 拉 索 锚 固 区" ＋２ " ２ｍ 为 １８ｍ ! 人 行 道" $ 总 宽 ２６ ｍ# 桥 梁 设 计 荷 载 & 汽 超 － ２０ $ 按 挂 － １２０ 验 算 $ 人 群 荷 载 ３．５ ｋＮ／ｍ２ #
关 键 词 &斜 拉 桥 %斜 拉 索 %施 工 控 制 %监 测 中 图 分 类 号 & Ｕ４４８．２７
１工Leabharlann 概况! 原 名 柳 江 四 桥" 是 柳 州 市 广西柳州壶西大桥
形槽，使斜拉索 锚 具 不 露 出 梁 外，梁 高 在 根 部 增 加 到 ２．５ ｍ# 机 动 车 道 与 拉 索 锚 固 区 之 间 用 防 撞 墙 隔开$人行道与拉索锚固区之间用矮钢栅栏分开# 斜 拉 桥 主 桥 桥 墩 位 于 明 水 深 约 １４ ｍ$ 覆 盖 层 厚 约 ８ ｍ$ 采 用 １０ 根 桩 径 Ｄ( ２ ｍ 的 转 孔 灌 注 桩 $ 桩 尖 嵌 入 新 鲜 岩 基 ３ ｍ# 墩 身 采 用 带 分 水 尖 的 双 柱 式 桥 墩 $ 墩 身 高 ２４．３ ｍ$ 墩 柱 中 心 间 距 ２０ ｍ# 壶 西 大 桥 工 程 于 １９９１ 年 ９ 月 破 土 动 工 $ １９９４ 年 ８ 月建成通车# 壶 西 大 桥 是 国 内 第 一 次 使 用 多 根 带 ＰＥ 护 套 的钢绞线组成拉索’ 并使用钢绞线群锚作为拉索 锚具的大型斜拉桥# 由于近年来国内在索结构桥 梁中采用的拉索陆续出现了一些问题$ 个别桥梁 发 生 了 断 索 事 故 $甚 至 造 成 桥 面 坍 塌 # 柳 州 市 市 政 设 施 维 护 管 理 处 于 ２００１ 年 对 壶 西 大 桥 全 部 拉 索 及 锚 具 进 行 了 一 次 全 面 检 查 $结 果 观 察 到 ( 索体钢 绞线大部分已出现锈蚀$ 而且有的已形成严重凹 坑) ! 见 图 １" # 在 检 查 中 已 ( 发现有 ８ 根钢绞线滑 丝 和 锚 夹 片 脱 落 失 踪 的 严 重 现 象 )$ 说 明 群 锚 夹 片 的 防 松 措 施 已 部 分 失 效 # 另 外 全 桥 的 锚 头 螺 纹 ’锚 板已全部发生锈蚀$ 这将给日后桥梁的安全运营 带来很大的隐患# 考虑到当今交通的强度和密度 都 在 高 速 增 长 $为 安 全 计 $决 定 对 全 桥 的 钢 绞 线 拉 索进行更换#
拉 索 通 长 但 不 受 力 的 补 位 钢 绞 线 $ 即 所 谓 假 索" # 锚 具 采 用 ＯＶＭ２００－ １５－ １９ 和 ＯＶＭ２００－ １５－ ３７ 两 种 $锚 腔 注 防 腐 润 滑 脂 # 拉 索 固 定 端 设 在 桥 跨 结 构 两 侧 的 主 梁 上 $张 拉 端 设 置 在 索 塔 上 $施 工 时 用 前 卡式千斤顶逐根分索张拉# 斜拉索在塔上交叉锚 固 $一 侧 拉 索 锚 固 在 塔 柱 中 心 线 上 $另 一 侧 拉 索 在 塔柱中心线两侧锚固# 索塔 为 门 式 塔 $每 根 塔 柱 底 宽 ６ ｍ$ 塔 柱 顶 宽 ４ ｍ $ 塔 腿 部 分 为 厚 度 ２ ｍ 的 ( Ｈ)型 断 面 # 实 心 矩 形 $塔 腿 上 的 拉 索 锚 固 段 为 斜拉桥上部结构为板梁式结 构 $由 主 梁 ’内 纵 梁 ’ 横 梁 ’ 及 桥 面 板 组 成 # 主 梁 断 面 为 宽 ２ ｍ’ 高
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管理施工
城市道桥与防洪
２００７ 年 ３ 月第 ３ 期
柳州壶西大桥斜拉索更换工程施工控制与监测
周
摘
鹏 １$ 黄 林 根
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! １． 广 西 柳 州 市 市 政 设 施 维 护 管 理 处 $ 广 西 柳 州 ５４５００１ % ２． 上 海 市 市 政 工 程 设 计 研 究 总 院 $ 上 海 市 ２０００９２" 要 &该 文 详 细 叙 述 了 斜 拉 桥 换 索 施 工 过 程 中 的 施 工 控 制 原 则 及 施 工 控 制’监 测 的 方 法 $可 供 类 似 工 程 借 鉴 ’参 考 # 文 献 标 识 码 &Ａ 文 章 编 号 & １００９－ ７７１６ ! ２００７" ０３－ ００７０－ ０４
３
监测要求
根据设计与施工控制的要求# 施工监测的内
容包括&索力!桥 面 竖 向 位 移 !主 梁 下 缘 混 凝 土 应 力等测试项目" 各 项 监 测 项 目 的 监 测 工 况 与 具 体 要 求 如 下： 在 每 批 拉 索 更 换 前#对 全 桥 所 有 拉 索 的 索 力 !
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管理施工
２．３ 换 索 施 工 流 程
根 据 设 计 要 求 #拉 索 更 换 必 须 对 称 进 行 #具 体 的做法是& 每次同时更换同一号的 ４ 根斜拉索# 更换完 成后#再进行下 一 索 号 的 斜 拉 索 更 换 #交 替 进 行# $ 旧 索% 全 部 换 完 " 换 索 顺 序 应 按 先 细 索 后 粗 直至 索 !先 短 索 后 长 索 的 原 则 #并 结 合 参 考 原 检 查 拉 索 锈蚀严重程度进行酌情调整#以取得安全!快速! 方便的换索效果" 根据计算结果# 在换索施工的前期 $ １￣１０! 索% # 宜 限 制 交 通 # 并 限 制 ５ ｔ 以 上 的 车 辆 通 行 " 在 换索施工的后期 $ １１￣２６" 索 % # 宜 采 用 部 分 封 闭