吊杆拱桥更换吊杆施工方法综述

1.前言

吊杆是吊杆拱桥的重要组成部分和传力构件，其安全性、耐久性和适应性关系到桥梁结构的安全与正常使用。但是，早期建造的部分系杆拱桥由于计算理论、设计方法上的不足、对吊杆防护认识不足等;或者运营过程维护不当、车祸、人为事故和环境因素等，造成吊杆破损，有的已经到了很严重的程度而不得不更换，可见对于这类问题的研究十分迫切。

2.吊杆常见病害

吊杆拱桥都是通过吊杆将桥面系的恒、活载传递给拱肋的,再由拱肋传递给拱座或下部结构。桥梁建成投入使用后,会因吊杆或锚头锈蚀、松动或意外受损等原因,造成吊杆安全系数偏低,或者其正常使用安全存在严重隐患。

根据吊杆常见病害发生的不同位置,可以将其划分为以下三类:锚头部位病害、护套病害、吊杆索体病害。

2.1吊杆护套病害

现今国内吊杆护套材料为PE护套和金属护套，PE护套的应用比较广泛，故出现病害也比较容易发现。

护套病害主要是护套的开裂问题，一旦护套开裂，会直接影响吊杆的防水能力。对于金属护套，吊杆钢套筒普遍老化变形,并且钢套筒与拱肋结合处开裂情况普遍,由于套管顶部开裂,大部分管内有积水,致使钢筋锈蚀普遍较重。对于PE护套，由于PE保护层塑料原材料的质量问题而导致吊杆的PE保护层出现不同程度的开裂和环状断裂。

2.2锚头锈蚀与变形

吊杆上部为锚固端,锚具埋入钢管拱内,有盖板盖住，一旦吊杆锚端的防水装置被破坏,就会发生渗水现象。锚头变形主要发生在吊杆出厂前的超张拉检验过程中，锚箱积水造成锚头部位锈蚀,这也是吊杆的常见病害之一。

2.3索体腐蚀

锈蚀是导致吊杆承载能力和使用寿命降低的直接原因，高强钢丝在腐蚀性介质中可能出现四种锈蚀:均匀锈蚀、孔蚀、应力腐蚀开裂以及疲劳腐蚀。

吊杆不仅承受桥面传来的车辆反复冲击荷载,还承受风荷载和温度变化的作用,在疲劳受力状态下吊杆发生的腐蚀属于应力腐蚀。吊杆与防护钢管内的水泥砂浆不密实导致吊杆内存在强碱性的积水，钢丝腐蚀严重；吊杆外层钢丝明显松弛；钢丝的有效受力面积已有很大削弱，重影响到桥梁的运营安全。

3.吊杆更换方法

3.1第一种更换方法

吊杆更换施工步骤可分为：前期准备阶段；安装临时吊杆系统；拆除原吊杆；安装新吊杆。

安装临时吊杆系统时，采用整垮同时更换，上端通过植入拱肋的固定装置固定在拱肋上,下部固定在贝雷梁上,临时吊杆的位置在原两个吊杆间距的中心点；贝雷梁是安装在横梁下的纵梁,上下游各1根。

拆除原吊杆，临时吊杆安装到位后用千斤顶略微张拉临时吊杆,以使临时吊杆绷紧,然后开始张拉临时吊杆,可以分批带力剪去原吊杆，逐级解除原吊杆。

安装新吊杆，采用逐步加载的方法,先对新吊杆加载1/5计算吊杆力,不使其松弛。然后逐步减小临时吊杆力,同时张拉新吊杆。卸载的临时吊杆力等于加载的新吊杆力,直至临时吊杆力完全卸载而新吊杆力达到计算值。至此，吊杆更换完成。

3.2第二种更换方法

更换吊杆采用拱顶提升平台张拉千斤顶抬升横梁的方案,整个施工过程包括旧吊杆拆除、新吊杆安装、张拉调索、防护处理等四个工序。

吊杆的拆除依据对称的原则,从每拱跨两端向跨中交替逐对拆除,每拆除一对旧吊杆,则相应的换上一对新吊杆，在桥面下横梁的吊杆处组装工作平台,安装好辅助索提升系统中的梁底托架，张拉辅助索，当辅助索达到设计拉力后,用切割机在桥面处割断部分旧吊杆钢丝,观测桥面标高变化,在确认兜吊系统承担后割断横梁顶面的旧吊杆。。此种方法是拆除一根旧索后立即换上新吊杆。

吊装新吊杆由拱肋下方向上穿入孔道中,吊杆穿出后继续上提,直到方便采用卷扬机或手葫芦将下部吊杆纽件从横梁上方穿入横梁孔道内为止。吊杆穿孔完成后先进行上端锚具安装,上端固定后旋紧下端锚具螺帽。

每跨全部吊杆更换完毕后,要根据联测数据确定是否进行吊杆索力调整。调整时按1/2、1/4、1/8的程序进行,而且4点同步。为了减少调整步骤和次数,在全桥调整之前应准确测量出该工况下的索力和标高值,以正确指导下一阶段调索的程序和步骤。

新吊杆张拉调节完成后,拆除临时兜吊系统,安装防水装置开始对吊杆进行防护处理：安装吊杆上下端保护罩；向吊杆锚杯及上下端保护罩内灌防腐油脂。

3.3更换方法对比

两种更换方法的不同之处在于施工的顺序，前中施工方法是先安装临时吊杆，再拆除旧吊杆，后者则是拆除旧吊杆后立即安装新吊杆，并施加辅助索来调整。相同之处则是在施工时需注意上下吊点的位置必须对齐,以保证临时吊杆能够竖直受力；要求在每根吊杆的吊梁预埋钢管伸出桥面处增设专门的防水罩等。两种施工方法的应用要根据不同的桥型来选择，在具体操作时应具体对待，后者由于施工周期较短，更适用于大跨度的混凝土拱桥。

4.结论

通过对拱桥吊杆的病害总结及更换方法的对比分析进行设计研究，可以较大地提高吊杆拱桥的整体使用寿命，保证运营期间结构的安全可靠性，对同类桥梁的设计提供一定的借鉴意义。

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