吊杆更换及系杆维护施工技术 (chts)

武 • 切割钢丝：索力转换，直接切割卸
汉
二 载旧吊杆的拉力
航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 取出旧吊杆：
汉
二 航
1、上端在原旧导管外钻孔，将导管和
路 桥
旧吊杆一同取出。
特 种
2、下端在横梁导管内钻孔，取出旧吊
工 程
杆。
有
限
责
任
公
司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
中承式拱桥， 因吊杆的安全系数不
工 程
足，而对全桥吊杆进行更换。
有
限
责
任
公
司
四、四川某拱桥吊杆更换
武 汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
限
责
任
公
司
二、工具吊杆的选择
• A - A
B - B
武 汉
方案一：B临时吊杆拱顶张拉A法
二•
航
在拱顶需更换吊杆两侧缀板中间钻
路 孔，并在孔上方进行找平。通过钢绞线、
桥 特
扁担梁将拱肋和下端横梁相连。将旧吊
种 工
杆力通过临时吊杆和肩担梁传递到两侧
程 有
的相临两根吊杆上，再割除旧吊杆，装
限 上新吊杆。
限
责
任
公
司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 吊杆PE保护套多处出现开裂，全面老化。
汉 二
• 高强钢丝出现严重锈蚀，锈斑已明显减
航 路
少了钢丝直径。
桥 特
• 吊杆下锚头锚杯及螺母处严重锈蚀，部
种 工
分钢丝墩头半个球头已全部锈蚀脱落，
程
有 • 吊杆安全系数降低。
限
责
任
公
司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 2、新吊杆的选择
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 1、原桥概况
汉 • 该拱桥是一座自锚式钢管混凝土中
二 航
承式系杆飞燕拱桥，其跨径组合为
路 45m+200m+45m ， 全 长 290m ； 桥 宽
桥 特 种
28m；主桥中跨为200m，矢高44.4m； 吊杆采用镦头锚锚固的平行钢丝束组成，
工 程 有
每根吊杆有144根平行高强钢丝，钢丝标 准强度为1600MPa。
桥 肋受力 拱肋 B、操 邻吊杆 变原受 构复杂； 控制；B、构复杂；
特 基本不 （直接 作简便； 局部受 力体系； B、钢 不改变 B、钢
种 发生改 钻孔）；C、施 力发生 B、桥 丝绳安 原受力 丝绳安
工 变；B、 B、高 工安全 改变；B、面线形 装慢、 体系 装慢、
程 桥面线 空作业，性高； 桥面线 容易控 施工慢；
路 桥
切割钢丝
特 种
• 第二次体系变换：张拉新吊杆、卸载
工 程
临时索钢绞线
有
限
责
任
公
司
武 汉 二 航 路 桥 特
种•
工 程 有 限 责 任 公 司
四、四川某拱桥吊杆更换
四、四川某拱桥吊杆更换
武 • 4.1 工程概况
汉
• 二
航
该拱桥主桥跨径120米，是我国
路 桥
第一座吊杆交叉布置、拱圈内倾的
特 种
任
公
司
B
A
二、工具吊杆的选择
武 • 方案四 ：上下扁担梁张拉法
汉
二•
航
在拱圈和横梁上设置上、下吊梁，
路 中间用钢绞线相连。通过上端的千斤
桥 特
顶张拉或放松钢绞线，将旧吊杆力通
种 工
过临时吊杆和肩担梁传递到两侧的相
程 有
临两根吊杆上，再割除旧吊杆，装上
限 新吊杆。
责
任
公
司
三、吊杆更换施工技术
武 • 扁担梁张拉法
施工慢；
有 形易控 安全要 D、结 形不易 制；D、 C、安
C、安
限 制；c、、 求高； 构可靠 控制 桥面标wk.baidu.com装时间
装时间
责 重量轻、
性高；
高易控 长；
长；D、
任 安装拆
E、对
制；
设备笨
公 除方便
主拱圈
重不易
司
无损伤
安装。
武 汉 二 航 路 桥 特
种•
工 程 有 限 责 任 公 司
三、广东某拱桥吊杆更换
汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
二、工具吊杆的选择
临时吊杆拱顶张 桥面桁架吊装法 桥面钢丝绳扁担 上下扁担梁张拉法
武 拉法
梁张拉法
汉 二
优点
缺点 优点 缺点 优点 缺点 优点 缺点
航 A、桥面 A、可 A、施 A、主拱 A、基 A、钢 A、桥面 A、钢
路 系和拱 能损伤 工方便； 圈和相 本不改 箱梁结 标高易 箱梁结
大家好
武
汉
二
航
路 桥
拱桥吊杆更换及系杆加固技术
特
种
工
程
有 限
武汉二航路桥特种工程有限责任
责 任
公司
公
司
王世祥、晏国泰、赵东奎
2009年10月
目录
武
汉
二 航
• 一、总体概况
路 桥
• 二、工具吊杆的选择
特
种 工
• 三、广东某拱桥吊杆更换
程 有
• 四、四川某桥吊杆更换
限 责
• 五、系杆加固施工技术
任
公 司
• 六、结束语
武
汉
二
航
路
桥
特
种 工 程
• 一、总体概况
有
限
责
任
公
司
一、总体概况
武 • 1、概述
• 汉
二
据不完全统计，截止2007年底，我
航 路
国在建和已建的钢管混凝土拱桥达200余
桥 座，其中200m跨径以上的已超过30座。
特 种
在桥梁中吊杆起到上连钢管拱肋、下连
工 程 有
横梁，传递主跨内桥面系的荷载（含恒 载和活载）到主拱圈；而系杆则相当于
汉 二
• 2.1、新吊杆的特点
航 路
•
本桥新吊杆采用钢绞线整束挤压，整体张
桥 拉技术，锚固可靠，结构尺寸紧凑，张拉调
特 种
索方便，防腐性能。钢绞线两端采用锚碇管
工 程
将其压制锚固，并制作出外螺纹，用螺锁紧，
有 为弹性好，安全性高的锚索。
• 限
责
由于采用比钢丝强度更高的1860MPa钢
任 公
绞线，在相同设计应力下，拉索的截面可以
限
责 • 3、施工器械重量轻，无需大型吊装设备。
任
公
司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 3.3 施工工艺
汉
二•
航
换索施工过程主要分“临时索张拉、
路 旧吊杆拆除”与“新吊杆张拉、临时索
桥 特
拆除”两次体系转换过程。在转换前须
种 工
在拱圈上钻孔、浇筑找平块，安置临时
程 有
吊杆的横梁下托梁，钢绞线，锚具，安
武 汉
• 3.3.2 第一次体系转换（临时吊
二 航
杆张拉、旧吊杆拆除）
路 桥
• 第一次体系转换：将旧吊杆的索力
特 种
转换为临时工具吊杆受力。
工 程
• 分级张拉临时吊杆钢绞线，并且同
有 限
时切割旧吊杆。
责 任
• 在每次分级张拉和切割过程中，仔
公 司
细观测桥面标高变化和索力的变化，
避免损坏桥面。
三、广东某拱桥吊杆更换
责
任
公
司
B
A
二、工具吊杆的选择
武 • 方案二 A-：A 桥面桁架吊装法 B-B
汉
B
A
二•
航
在桥面两侧各放一组贝雷梁，利用贝
路 雷梁做肩担梁，在贝雷梁中间设一组四根
桥 特
精轧螺纹钢筋作临时吊杆，穿过桥面，兜
种 工
吊下横梁，将旧吊杆力通过临时吊杆和肩
程 有
担梁传递到两侧的相临两根吊杆上，再割
限 除旧吊杆，装上新吊杆。
一、总体概况
武 • 2.2 吊杆的维修方法
汉 二
• A、对于钢丝锈蚀、锚头锈蚀、钢丝断丝
航 路
和吊杆护套破坏很严重的建议吊杆更换；
桥 特
• B、对于吊杆护套破换不严重的建议仅更
种 换吊杆护套；
工 程
• C、对于索力不均匀的建议调整吊杆索力；
有 限
• D、对于仅导管内积水的建议排干水，重
责 任
新填充防水材料。
特 种
• 灌注环氧砂浆：新导管与砼之间的
工 程
间隙灌注环氧砂浆。
有
限 责
• 挂索：
任
公
司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 3.3.4第二次体系转换
任 公
工完成后，项目部对扁担梁做了荷载
司 试验。满足3倍安全系数。
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 扁担梁
汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 汉
• （2）搭设施工平台
二 航
• 施工平台：在拱圈上面搭设井字形支
路 桥
架，四周与拱圈锁紧，拱顶加钢管形
特 种
D、防护套破坏老化、开裂、破损 ；
限 责
E、索轴线偏位，短吊杆受剪 ；
任 公
F、吊杆钢绞线或钢丝受力不均匀 ；
司 G、索体出现疲劳断丝 。
一、总体概况
武 汉 二
航•
路 桥 特 种 工 程 有 限 责
任•
公 司
锚头积水
钢丝锈蚀
吊杆偏心严重
一、总体概况
武 • PE开裂、钢丝锈蚀
汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
汉
二•
航
吊杆更换的原则上尽量不改变结构
路 的受力状态，保持现有结构的连续性，
桥 特
临时吊杆和新吊杆的索力尽量与旧吊杆
种 工
保持一致、标高一致。
程
有
限
责
任
公
司
二、工具吊杆的选择
武 汉
临时吊杆的确定
二 航
• 满足结构受力要求。
路
桥 特
• 能准确的控制索力。
种 工
• 能适应长短吊杆的位置变化。
程 有
• 安装、拆除方便。
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • （3）拱圈钻孔灌胶
汉
• 二
航
因拱圈弦管、缀板脱空严重，
路 桥
为了防止找平块在受压后沉降，找
特 种
平块内的钢筋和砼发生相对错动，
工 程
导致找平块开裂，临时吊杆系统失
有 限
稳的危险，故在张拉前进行灌胶，
责
任
公
司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • （4）拱圈钻孔及找平块
汉
二 航
责
任
公
司
B
A
二、工具吊杆的选择
武 • 方案三：桥A- 面A钢丝绳扁担梁B 张-B拉法
汉
B
A
二•
航
将上悬钢丝绳（钢绞线）连接主拱
路 圈及钢吊梁，通过精轧螺纹钢（钢绞
桥 特
线）、扁担梁与下横梁相连接。将旧吊
种 工
杆力通过临时吊杆和肩担梁传递到两侧
程 有
的相临两根吊杆上，再割除旧吊杆，装
限 上新吊杆。
责
限 责
中下承式钢管混凝土系杆拱桥的“脊柱
任 骨”，在桥梁中平衡整个桥的水平推力，
公 司
将整个桥梁有机联合成一个整体。
一、总体概况
武 • 2、主要病害及维修方法
汉 二
• 2.1吊杆的主要病害
航 路
A、上、下锚头防护混凝土开裂、脱落；
桥 特
B、锚固松动、失效 ；
种 工
C、导管内积水、灌浆不密实 ；
程 有
三、广东某拱桥吊杆更换
武 汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 工具吊杆的钢绞线
汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 3.3.3 新吊杆安装
汉
二 航
• 安装新导管：拱圈上钻孔时在导管
路 桥
歪钻孔，将导管和旧吊杆一同取出。
公
司
武 汉 二 航 路 桥 特
种•
工 程 有 限 责 任 公 司
二、工具吊杆的选择
二、工具吊杆的选择
武
汉
• 二
航
吊杆拱桥横梁之间的联系较弱，
路
桥 拆除一根横梁的吊杆，附近的吊杆
特
种 无法替代原吊杆来支撑横梁，必须
工
程 采用临时兜吊系统来替代旧吊杆。
有
限
责
任
公
司
二、工具吊杆的选择
武 • 2.1 吊杆更换原则
限 装张拉设备。
责
任
公
司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 3.3.1、体系转换前准备
汉 二
• （1）扁担梁的制作
航
路 桥
• 在更换吊点下横梁附近需要安装扁担
特 梁。扁担梁是更换吊杆过程中的主要
种 工
受力构件，是将原桥横梁托起，不使
程 有
横梁和桥面下落的主要构件。所以扁
限 责
担梁的设计、加工制作极为重要。加
一、总体概况
武
汉
二
航
路
桥
特
•
种
工 程
•
有
限
责
任
公
司
PE 开裂
一、总体概况
武 • 吊杆偏心
汉
二 航
系杆钢箱挤压原吊杆
路
桥
特
种
工
程
有
限
责
任
公
司
一、总体概况
武 • 灌胶不密实、偏心
汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
一、总体概况
武 • 墩头锈蚀，钢丝直径减小
汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
汉
二 航
• 第二次体系转换：将临时工具吊杆
路 桥
的拉力转换到新吊杆上。
特 种
• 分级张拉新吊杆，每张拉一级后卸
工 程
掉临时吊杆相应的索力。
有
限 责
• 在每次分级张拉过程中，仔细观测
任 公
桥面标高变化和应力的变化，避免
司 损坏桥面。
三、广东某拱桥吊杆更换
武 3.6 索力的置换
汉
二 航
• 第一次体系变换：张拉临时钢绞线、
• 因拱圈弦管、缀板脱空严重，为了
路 桥
防止找平块在受压后沉降，找平块
特 种
内的钢筋和砼发生相对错动，导致
工 程
找平块开裂，临时吊杆系统损坏的
有 限
后果，故在张拉前进行灌胶，
责
任
公
司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 工具吊杆的张拉端
汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
三、广东某拱桥吊杆更换
成台阶，在原桥锚头处和找平块处搭
工 程
设操作平台，平台周围及拱圈底面、
有 限
侧面挂安全网。在梁端设置施工平台。
责
任
公
司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 施工吊架
汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 桥下吊架
汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
司 最小化，并且拉索重量降低，改善了桥梁承
重条件。
武 汉 二 航 路 桥 特 种 工 程 有 限 责 任 公 司
三、广东某拱桥吊杆更换
武 • 3.2 临时吊杆的选择
汉
二•
航
项目部通过多次认证，多次比选，
路 选择了方案一（拱顶钻孔）为首选方案
桥 特
进行施工。
种 工
• 1、保证桥下横梁钻孔空间。
程
有 • 2、方便后期的吊杆更换。