系杆拱桥吊杆连接构造节点详图设计
下承式钢管混凝土系杆拱桥施工技术(正板)
下承式钢管混凝土系杆拱桥施工技术1工程概况新建的蕴藻浜大桥是A5嘉金高速公路一期一标工程中一座主线大桥。
A5嘉金高速公路一期一标工程是上海高速公路网中南北向连接嘉定、青浦、松江、金山四个经济较发达区域的主要快速通道。
为配合F1国际赛车场的建设，A5（嘉金）高速公路一期工程将加快建设速度，以与F1国际赛车场同步建成。
A5（嘉金）高速公路一期工程范围：北起A30高速公路嘉浏立交南侧接地处，南至北青公路立交（主线跨北青公路）接地点，全长约17.42km，道路红线宽60m，路基宽35m，设计时速100km/h。
本工程有同济大学建筑设计研究院设计、上海建工集团总公司承建。
蕴藻浜主桥结构为下承式钢管混凝土系杆拱桥。
主桥分上下行两副桥梁。
单副桥宽17.6m，跨径为87.88m，计算跨径L=85m，矢高f=17m，矢跨比为1/5，拱轴线采用二次抛物线。
桥面标高为15.444m；拱顶标高为32.515m；河面最高通航标高为3.5m；本工程桥面梁（中横梁及系梁）吊装净标高为12m，钢拱肋吊装净标高为29.015m。
蕰藻浜大桥结构工程主要包括：钢拱肋4片，风撑7×2道，拱脚8处，吊杆锚固64套，预制系梁28根，预制中横梁32根。
钢拱肋采用哑铃型断面，上下钢管直径为φ900mm，腹部宽度为512mm，高度为360mm，壁厚为16mm。
拱肋高为2000mm，宽为900mm。
钢管拱肋曲线长约为84.2m，重量为65.8T，内部吊杆处加劲板重量约为8.4T，每片拱肋的起吊重量为74.2T。
风撑采用箱型断面，单根起吊重量大约8.0T左右。
预制系梁、预制中横梁及系梁与中横梁间混凝土湿接头现浇段施工；全桥有4根箱型纵梁（每根纵梁分为7根9米长系梁预制段），32根“T”型中横梁。
纵梁采用箱型断面，高为1600mm，宽为1400mm，吊杆处为实心断面。
预制段标准长度为9000mm，起吊重量约30T。
预制中横梁为“T”型断面，高为1450mm，宽度为3000mm，预制段长度为13.6m，起吊重量为60.5T。
OVM拱桥吊杆系杆系统解决方案
吊杆规格
破断力 设计索力 设计索力 索导管 (kN) K=3(kN) K=2.5(kN) D1×t1
锚垫板 E1×E1×t3
不锈钢 张拉端保护 固定端保护
护套管 d×t
罩 B1×h1
罩 B2×h2
OVMLZM5-19 623 208
249 Φ140×6 240×240×30 60×1.5 Φ196×240 Φ196×240
2
Ⅲ型吊杆结构图
Ⅳ型吊杆结构图
1、张拉端保护罩 2、球面支座 3、张拉端锚具 4、拱端减震器 5、管口密封 6、PES 索体 7、不锈钢护套管 8、连接锚杯防水罩
9、固定端锚具 10、连接套 11、球铰装置 12、防水罩 13、梁端减震器 14、拉杆 15、拉杆螺母 16、固定端保护罩
1、张拉端保护罩 2、球面支座 3、张拉端锚具 4、拱端减震器 5、管口密封 6、PES 索体 7、不锈钢护套管 8、连接锚杯防水罩
OVMLZM5-127 4164 1388 1666 Φ219×10 325×325×30 100×1.5 Φ270×410 Φ270×345
OVMLZM5-139 4558 1519 1823 Φ219×6 350×350×35 100×1.5 Φ285×410 Φ285×345
OVMLZM5-151 4951 1650 1981 Φ219×6 355×355×35 100×1.5 Φ290×425 Φ290×355
OVMLZM5-73 2394 798
957 Φ194×9 290×290×30 80×1.5 Φ246×335 Φ246×275
OVMLZM5-85 2787 929
1115 Φ194×5 305×305×30 85×1.5 Φ256×365 Φ256×305
下承式钢箱网状吊杆系杆拱桥结构设计分析——以引江济淮兆河Ⅰ级航道姥山桥为例
DOI:10.16330/ki.1007-7359.2022.06.065
1
工程概况
引江济淮自南向北划分为引江济
巢、江淮沟通、江水北送三大工程段落。
本项目位于引江济淮兆河段，兆西河通
江Ⅰ级航道是贯彻落实交通强国战略的
重要项目，引江济淮兆河Ⅰ级航道桥梁
通 航 净 高 不 小 于 22m，航 道 底 宽 为
板设置需要，主纵梁为平行四边形布置，
腹板与底板夹角为 83.5°。纵梁腹板间
距 1.5m，梁高 2.0m。
横梁间距 3.6m，每 7.2m 设置一组
斜 向 的 吊 杆 ，吊 杆 与 水 平 线 夹 角 均 为
66°。横向两道主纵梁间布置 1 道小纵
梁，小纵梁顶宽 0.65m，底宽 0.44m，梁
高 0.8m。 主 梁 端 横 梁 高 2.064～
18.5m。 拱 圈 及 主 纵 梁 均 采 用 钢 箱 结
构；桥面系采用组合式桥面板，沥青混凝
土桥面铺装；下部结构采用承台+群桩
基础。
图1
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姥山桥主桥桥型布置图（单位：cm）
图2
姥山桥效果图
2
结构设计
2.1拱肋设计
主拱为两片钢箱拱，单片拱肋整体
倾斜布置，内倾角度为 6.5°（与铅垂面夹
角）。拱肋中心跨径为 187.2m，立面矢
肋 四 分 点 位 置 附 近 ；最 大 拉 应 力 为
138.1MPa，发生在系梁四分点位置。主
拱 肋 及 系 梁 受 力 较 为 均 匀 ，均 小 于
Q345qD 钢材的设计应力 270MPa。
本文重点介绍了引江济淮兆河Ⅰ级
航道姥山桥设计和施工方案。该桥结构
钢管混凝土简支系杆拱桥施工方案
吊杆从拱背上向下挂索
首先将下锚头的螺母球 旋下，上锚头的螺母旋 至计算好的标记位置。 其次 连接上吊装用内 锚环吊具起吊运至待安 装处，然后人工在拱背 吊杆锚垫板处安装好球 铰，将下锚头竖直对准 吊杆预埋管，徐徐下降 工作吊篮直至吊杆悬挂 于拱背上。
2020/5/1
根据图中所示数值进行对准梁下吊杆位置
拱肋、腹板开压浆孔、排气孔
止流阀的制作
安装止流阀
泵机空转试运转
泵送清水冲洗管道
泵车与混凝土输送管连接
2020/5/1
混凝土溢出后停止注浆
坍落度试验
混凝土压注
拱肋钢管在拱顶设 一组排气孔,在拱座 处各设一组进料口, 待泵送混凝土完毕 后,封死排气孔及进 料口；
拱肋内泵送混凝土必须连续 进行，一次完成，中途不得 停顿，待上端排气孔正常出 浆后方可停止，泵送过程中 应始终对拱桥进行监控，防 止发生“冒顶”；
2020/5/1
完成桥面下临时支架的施工; 台柱顶安装永久支座，现 浇端横梁、拱脚、加劲纵梁及中横梁，张拉预应力束。
2020/5/1
台柱顶安装永久支座 支座处大样
支座安装示意图
2020/5/1
在支架上现浇拱脚，加劲纵梁及横梁 拱脚
现浇纵梁
2020/5/1
现浇横梁
现浇横梁
2020/5/1
张拉部分加劲纵梁预应力束T1、T3、T4、T6钢束
吊杆安装控制
2020/5/1
吊杆从拱腹下向上穿
对于靠近拱顶的长吊杆 ，首先在拱背上正对吊杆 孔高度约50cm处设一转 向轮，将提升吊杆的牵引 绳通过转向轮从吊杆上螺 母、上球铰、拱肋预埋管 穿过备用。人工将吊杆运 至待挂索吊杆孔下，将上 锚头内锚环吊具与吊杆牵 引绳相连。然后徐徐收紧 牵引绳将吊杆从拱下提升 穿过拱肋预埋管，当上锚 头露出拱背锚垫板后，即 可边提升，边旋上上锚头 螺母，直至达到螺母标记 位置，放松牵引绳将吊杆 悬挂于拱背上。
刚性吊杆系杆拱吊杆更换的设计与计算
刚性吊杆系杆拱吊杆更换的设计与计算摘要刚性吊杆系杆拱广泛建设于上世纪末期及本世纪初期，目前大多数均已达到其吊杆使用寿命，更换吊杆在所难免。
刚性吊杆系杆拱受力复杂，吊杆内力难以直接监测，吊杆更换存在较大的不确定性，需要结合有限元模拟计算与现场监控，提高更换吊杆的安全性与成功率。
关键词刚性吊杆系杆拱更换吊杆有限元模拟1.引言系杆拱具有无水平推力、承载截面高度低、造价相对低廉等优点，在航道桥、净空受限的跨线桥、铁路桥中运用广泛。
吊杆是系杆拱传递荷载的重要构件，主要分为刚性吊杆和柔性吊杆两类。
刚性吊杆通过在拉索结构外套钢管，与拱肋、系杆刚性连接，从而形成索体受拉、钢管受压的复杂受力结构，相比柔性吊杆其刚度大、整体稳定性好，吊杆冗余度高。
在系杆拱发展的早期阶段，市场上成品拉索品种少、价格高、受力性能一般，因此大量的系杆拱选择了刚性吊杆，用预应力钢绞线作为拉索，外套钢管。
由于系杆拱建设初期受到技术条件和建设经验的限制，刚性吊杆在防水、防腐、焊接质量、张拉工艺、锚固工艺等方面存在很多考虑不周或施工不到位的情况，导致很多这一时期的系杆拱存在钢管锈蚀、注浆不密、锚头锈蚀、钢绞线松弛等威胁到结构安全的重大病害。
为了保证桥梁的安全，需要及时更换吊杆，并克服原有的弊病，延长桥梁寿命。
本文就以江阴跨越张家港河的75m系杆拱桥新北大桥为更换吊杆的工程实例，探讨了类似桥梁吊杆更换的方法。
1.受力体系及拉索材料的选择吊杆更换存在两个选择：一是修旧如旧，仍然采用钢绞线拉索+钢管的刚性吊杆体系；二是以新易旧，采用目前成熟的成品索，如PESFD平行钢丝索、GJ钢绞线整束挤压式拉索等。
使用刚性吊杆可以在很大程度上增加拱肋的横向刚度，提高桥梁整体的受力性能，但是施工复杂，结构变形能力差，后期吊杆的养护也较为困难。
使用柔性吊杆可以使得桥梁的受力更加明确，索力调整精确方便，养护也比较容易，但是会削弱老桥的刚度。
考虑到此类桥梁设计时是按照刚性吊杆设计的，如果在更换吊杆时改变为柔性吊杆，就改变了其原本的受力体系，虽然从技术上说并非不可行，但是对于使用了十几年的老桥来说，理论计算并不能完全真实反映其实际的受力状况，因此做出太多的改变是存在风险的，老桥维修加固应尽量减小对原结构的影响。
钢管混凝土系杆拱施工工艺框图
护栏及沥青砼面层
标高轴线控制
钢管混凝土系杆拱施工工艺框图
丈量放样
现浇系梁支架搭设
系梁、端横梁施工
中横梁预制ห้องสมุดไป่ตู้
1/2，1/4中横梁安装
拱肋钢管束作
张拉系梁第一批力筋
安装拱肋钢管
安装肋间风撑
拱肋砼浇筑
架设吊杆并进行张拉
架设其他中横梁
张拉系梁第二批力筋
现浇人行道板
安装行车道板
张拉系梁第三批力筋
现浇桥面板
安装人行道盖板
（中孔）张拉系梁第四批力筋
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