拱桥吊杆更换施工技术
唐赐明
（重庆桥都桥梁技术有限公司）
摘要：结合工程实例，利用精轧螺纹钢及工字钢作为临时吊杆系统，将原吊杆的力转换至临时吊杆系统，再转换至更换的新吊杆，完成中下承式拱桥吊杆更换。
关键词：拱桥；吊杆；更换；施工工艺
前言
自上世纪90年代开始，我国修建了大量中、下承式拱桥，该类桥梁主要是通过吊杆将桥面系的恒载及活载传递至拱肋，因此吊杆是关键的承重构件。当时旧吊杆体系采用的基本上是平行钢丝+镦头锚的方式。
由于受当时技术水平、材料质量及施工质量等因素影响，桥梁竣工10多年后，吊杆便开始出现病害，随着时间的推移逐渐成为桥梁结构的安全隐患，甚至出现吊杆断裂致使桥梁垮塌的事件。吊杆的使用寿命一般为20年，从上世纪90年代拱桥竣工至今，将有大量的吊杆达到其使用寿命，需要更换。笔者结合四川省绵阳市安昌二桥拱桥吊杆更换施工实践，对吊杆的更换进行探讨。
1、工程概况
四川省绵阳市永安北路安昌二桥位于永兴至安县县道上，跨越安昌河，是变截面悬链线钢筋混凝土箱型中承式双肋吊杆拱桥，于1995年建成通车。
桥梁上部结构主拱圈为变截面悬链线钢筋混凝土箱型双肋拱，肋间在桥面以下设有横撑与K型横撑；原桥吊杆采用热挤PE防护钢丝，每根吊杆共139根φ5高强平行钢丝，标准强度为1670Mpa，锚具为墩头锚；吊杆横联采用钢筋混凝土空心梁结构；拱及墩上立柱（横梁）采用钢筋混凝土框架结构。
2008年汶川“5?12”地震时，该桥损毁较严重。为消除隐患，在处治完其他病害后，决定将其吊杆全部予以更换。
2、吊杆更换施工方法
2．1施工措施
2.1.1 施工支架及平台
支架用钢管搭设，搭设前进行荷载验算，符合安全要求后才能施工。
在拱肋下搭设满堂支架，施工支架需作为吊杆换索的平台，故脚手架的刚度和整体稳定性也要控制；支架搭设好后在其上满铺竹跳板即可使用。全桥采用扣件式钢管支架，钢管规格为φ48mm×3.5mm。
横梁处用钢管、扣件搭设吊架，拱肋处用钢丝绳固定，中间在泄水孔位置采用钢丝绳拉住纵向钢绳，以保证钢丝绳的受力稳定、安全。
2.1.2仪器设备
本项目使用的机械设备及仪器主要有：吊车2台，钻孔机2台，卷扬机2台，电焊机5台，气割5套，混凝土裂缝观测仪1台，钢筋位置测定仪1台，空压机2台。
2.2 施工方法
在拟更换吊杆的拱顶下方和横梁吊点下部分别安装脚手架和施工挂篮，再安装临时吊杆，逐步顶升临时吊杆，将横梁顶升约1cm，待原吊杆放松后，逐根截断原吊索的钢丝以释放拟替换吊杆力，钢丝的切割与临时吊杆的预加力交替进行，以控制纵横梁竖向位移在允许范围内微小变化；解除旧索后及时安装新索，并逐步对新索施加预应力和放松临时吊杆。在换索全过程中，需跟踪检测索力和更换吊杆所在处(纵横梁相交处)的挠度变化情况，同时还应测量邻近点桥面标高，以决定是否需要调整索力。全桥换索结束后，需检测全桥的索力，测量吊索下锚固区标高，并进行循环调整，直至索力和桥面线型与初值基本一致。
2.2.1、施工前的准备
1）为使吊杆更换施工安全、顺利，换索前，需对拱肋、纵横梁部分裂缝进行必要的加固处理；同时建立导线点控制网，测量原吊杆上下锚垫板间距以确定新索长度；制作、安装工作平台及吊车牵引系统；对有关专用设备、仪器进行试验标定。
新索长度确定方法：首先在该桥梁岸侧附近建立起导线点(网)，利用高精度全站仪测量吊杆上下锚固钢板中心点的空间坐标，计算其实际索长(L0)。本项测量误差要求为±5mm。根据设计单位及生产厂家的综合计算，为保证施工时调索安全，实际新索设计(下料)长度L取值为L0+2cm。
由于安昌二桥从方案确定到开始制作吊杆的时间较短，无法打开上下锚固区来测量上下锚板之间的距离，所以采用测量拱肋底到人行道顶面的长度，上下锚固区处采取理论计算来确定其长度。按照桥面高程调整的数据，计算出吊杆长度。
为了克服因吊杆长度测量不准、理论计算造成的偏差，经各方协商，本项目将吊杆的两端可调部分适当加长，以保证安装时就位准确。
2）换索施工的工作平台包括拱肋工作平台及桥下梁底更换钢吊杆的施工挂篮。拱肋工作平台采用在拱肋两侧架设满堂钢管架的方式，为保证通车安全，在车行道边缘采用彩钢瓦将操作位置与车道分隔开。
桥面上的牵引系统主要是吊车、卷扬机、3t及5t葫芦，用于牵引拉索就位。
换索施工的专用机具主要有临时吊杆、张拉连接器、挂索引出杆、千斤顶、油泵、反力架、压力传
感器及夹具、葫芦等。
3）按设计图的要求，验算临时吊杆的可靠性。临时吊杆在换索过程中承担着吊索的任务，施工中采用8根Ф 32mm预应力高强精轧螺纹粗钢筋作为临时吊杆。原吊杆拉索最大张力T=1160kN，则替代索拉应力可计算如下：
每根精轧螺纹钢承受的张力为T÷8=1160÷8=145 kN
螺纹钢的截面积为π(d/2)2=3.14×（32÷2）2=804mm2
每根精轧螺纹钢承受的拉应力Rg=145×103÷（804×106）=180MPa< [σ]=700MPa
满足条件强度。安全系数K=700÷180=3.9。
4）张拉连接器采用45号钢加工；反力架用3cm厚钢板焊接而成（见图1）。使用前，临时吊杆、螺母及连接器均要进行探伤检测，对螺母连接器要逐个进行洛氏硬度检验，同时还需进行千斤顶与压力表的配套校验，以及引出杆、连接器、反力架的超张拉试验以及压力表与传感器的对照标定试验。
图1 反力架
具体做法如下。
（1）利用标定好的传感器校正油泵压力表读数(MPa)与千斤顶压力(kN)之间的相关数据，拟合出千斤顶与压力表读数的回归方程。
（2）利用压力机压力(kN)与油泵压力表读数(MPa)，得出相关数据，计算校核千斤顶的压力与压力表读数的回归方程及精确度。
(3)根据吊索生产商提供的钢索P-S曲线，按张拉程序对所有连接器、引出杆做超张拉试验。试验荷载取值为设计荷载的150％。
5）剥除吊杆上端拱肋处的锚固区混凝土。因拱肋是主要受力位置，不能扰动太大，剥除混凝土时一般采用錾子、手锤等工具。在特别困难的位置，实在不行可人工配合水钻、风镐等小型工具凿除，分别从锚固端顶面和拱底沿预埋钢管凿挖，用千斤顶将旧高强钢丝张拉拔出，清理干净方可采用小型工具逐步清除，施工时须注意扰动不要太大。
2.2.2、临时吊杆安装及就位
在施工准备阶段完成临时吊杆的制作，以便新吊杆到货后可及时安装。安昌二桥安装使用了2套临
时吊杆系统。
（a）上分配梁（b）中分配梁（c）下分配梁
图2分配梁安装时照片
1）安昌二桥在拱肋下部两旁架设满堂钢管架（图3），架设方式为：立杆纵向间距1.5m，横向间距为1.5m，横杆竖向间距1.3m。经施工验算后满足规范要求。
图3 钢管脚手架图4 钢板锲形块
2）上分配梁分别设置于原吊杆上下两侧附近，下面采用三角形钢板楔块调平（图4）。楔块尺寸为：宽度30cm，上、下楔块的长度均为350cm。由于主拱圈为变截面悬链线钢筋混凝土箱型中承式双拱，其拱轴系数为1.756，f0/l0=1/4。其拱肋截面高度为：拱顶为1.7m，拱脚为2.2m，截面宽度在桥面以上为1.5m，从桥面处至拱脚逐渐增至1.8m。可先通过求导得到楔块中心点所在处拱肋曲线斜率，再计算出其几何高度，其曲线斜率也可以采用现场量测的方式确定。
楔块安装时需保证水平，水平度不够时可采用其他薄形钢板塞垫。
3）临时吊杆需穿过桥面。临时吊杆对应的位置在人行道上，用钻孔机在8根临时吊杆位置钻孔，以使其穿过桥面，将吊杆横梁兜吊起来。安昌二桥采用水钻钻孔，孔径为8.3cm。
4）横梁下设移动式工作吊篮，每个吊篮的尺寸为长2m，宽1m，最少采用3个。
5）用葫芦等工具将临时吊杆吊起，并安装就位，再调平紧固。
6）更换吊杆时，每个吊点下各设1个50t液压千斤顶，用于顶升临时吊杆以抬升横梁1cm。副千斤顶为持力较稳定的机械型千斤顶。为使两端吊点能同时、同大小顶升，4个主千斤顶的液压油路要串通。安昌二桥千斤顶为4个单独的千斤顶，协同一致顶升,实现同步上升。顶升位移为放松旧吊杆时，吊杆回缩的应变值，其随吊杆长度变化，略有增大。
2.2.3、旧吊杆拆除
1）临时吊杆安装就位后，旧吊杆采用多级放松的方式逐步拆除。千斤顶的总顶升量在忽略温度影响下，可近似计算：H=PL/(EA)
式中：P为中断交通时吊杆的拉力；
L为吊杆两端锚垫板的之间的长度；
E、A分别为吊杆钢材料的弹性模量及总截面积。
一般分3次卸载，即每次顶升量为h=H/3,每次割断的钢丝面积为A/n,或钢丝根数m=A/(na)，a为单根钢丝截面积，n为卸载次数，钢丝总根数为139根，即每次截断46根。即每次的顶升力Pi=hEA/L(1-(i-1)/3)(i=1,2,3)。采用顶升力和顶升高度控制千斤顶的操作，但以顶升高度为主，顶升力作为参考。
放松的判断方式有：（1）通过理论计算，原高强钢丝的伸长量即H；（2）用精密水准仪随时观测桥面的相对高差，达到H值即可；（3）用细铁丝的尖端看锚垫板处是否有缝隙；（4）用锤子、钢管等敲击旧吊杆，用手感感觉吊杆拉力。
2）在桥面往上一米五处截取30cm长的原吊杆HDFE护套,清除钢丝表面油脂，利用间距100 cm的2个索夹分别夹持住两端吊杆外侧，2个索夹用2根Φ16的钢筋相连接，需防切割旧索时钢丝向外射出伤人，要求上下游吊杆索切割转换受力过程同步进行。用氧割逐根断丝，观测应力是否转移到兜吊系统上，被切割的吊杆与相邻跨监测点的高程变动差不超过±5mm 。
3）清理上锚头位置混凝土，割除上下锚头。主要采用人工凿除，实在不行可人工配合冲击钻、水钻、风镐等小型工具凿除。分别从锚固端顶面和拱底沿预埋钢管凿挖，用千斤顶将旧高强钢丝张拉拔出，再清理干净。
4）旧吊杆完全割断后才可以开始凿除吊杆下锚头部分的封锚混凝土，下端封锚混凝土如无法用风镐清除。可采用手持冲击电钻垂直钻孔，人工凿除，避免梁体遭受破坏。本项目下端没有封锚混凝土，不需要处理。
5）上端锚头部件、旧吊杆体清除
上、下锚头用3t葫芦整体拔出吊梁（拱顶）外且达到足以安装单孔连接器的长度后，用气割割断钢丝,取掉锚杯及螺母。上下锚头部件取出后，用3t葫芦把预埋管内的旧吊杆抽出，且对原锚垫板进行打磨除锈处理。
另外，由于原设计中的预埋管低于桥面铺装层，雨水容易顺着管口流进管内，进而腐蚀锚头部分，因此，为了加强防水效果，需将铺装层凿开，并按设计要求，将下接长钢管埋置于铺装层内10cm。
2.2.4、更换吊杆
1）将验收并编好号的吊索按设计位置穿上吊杆，用葫芦将钢吊杆分别穿入上下预埋钢管内。钢吊杆安装就位后用卷扬机或葫芦将中间吊索吊起，通过连接器将吊索与钢吊杆连接起来。按设计要求将螺母安装到指定位置，上好引出杆。
上端张拉引出杆按顺序安装大螺帽、连接器、反力架、千斤顶、张拉端大螺帽等。开动油泵，稍稍供油，千斤顶张拉缸保持适量的油压(约1MPa)后，调整千斤顶及反力架，使之与锚筒在同一轴线上。
分级张拉新索，并分级解除临时吊杆的索力，方法与卸索基本相同。唯一差别是临时吊杆的索力是用千斤顶逐级放松的。
新索索力达到设计要求时拧紧大螺母，并解除临时吊杆（见图5）。
图5 割除旧吊杆及安装新吊杆
2）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。
3）新吊杆采用成品索，在生产、运输过程中可能发生碰撞，进场及安装后应对吊杆进行检查，对破损PE索套进行修复；在吊装及调索过程中，为避免钢丝绳或其他机具在PE护套上出现划痕，吊杆表面需用麻布或棉筋保护；运输到现场后，应将其展开，以便于吊装；在现场应注意保护，远离焊接或其他产生火种的地方，防止火星飞溅到PE护套上，避免发生火灾。
4）新吊杆张拉
新吊杆安装完成后，应进行张拉，替换临时吊杆并承载桥面重量，以解除临时吊杆系统。新吊杆采用200t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临时吊杆的千斤顶，使临时吊杆的承载力逐步转移到新吊杆上。在承载力转移过程中，将桥面标高作为控制依据，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。张拉调整速度一般应小于10 MPa/ min ,直至张拉达到要求时停止,然后拧紧螺母（可一边张拉一边旋紧螺母）。全桥吊杆更换完后，根据桥面标高情况，部分新吊杆还需进行2次调索张拉（见图6）。
图6采用顶端张拉吊杆
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。吊杆更换过程中要注意保持桥梁的整体稳定性，避免桥面和横梁因变形过大而开裂，因此在更换过程中除了要控制张拉力不超出设计允许范围外，还要进行标高监测。为了不使拆除旧吊杆和张拉新吊杆时因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，需通过张拉力大小和标高双控原则进行施工监控。
5）由于吊杆肩担纵梁的作用及受桥面系连续的影响，割除旧吊杆、张拉新吊杆、拆除兜吊系统时，吊杆的更换张拉施工都影响到相临2根吊杆处桥面标高的变化，致使新吊杆的张拉力和桥面标高控制与预定值会产生一定变化。因此，需根据桥面结构和吊杆材料特性，通过数据分析，找到张拉调索过程中相临吊索之间的影响关系，对吊杆进行2次张拉调索，使张拉值和桥面标高达到预期目标。
6)全部吊杆更换完成后,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,且4点同步.为了减少调整步骤和次数,全桥调整之前应准确测出该工况下的确切索力和标高值。
2.2.5拆除临时吊杆
待临时吊杆的承载力逐步转移到新吊杆后，可拆除临时吊杆。采用3t葫芦配合，将临时吊杆拆除至下一个更换吊杆位置。
2.2.6新吊杆防腐
在上下两端安装锚头保护罩,保护罩内灌注防腐油脂。下端防水罩安装时，必须使防水罩内圆面密封圈密贴于吊杆索外圆面,同时防水罩内圆面先涂刷胶水,胶水除有一定粘结力外,不会与密封圈产生化
学反应。
1)上下锚头防水防锈、防腐。上锚头采用防腐聚氨酯防腐，顶面采用钢板补强；下锚头采用防腐聚氨酯防腐，外盖封端盖板。
2)减震装置。在上下锚管内安装高阻尼橡胶减震器，以减轻索的振颤。
3)钢管护套。在拉索下端距桥面1．5m范围内外裹钢管护套。
2.2.6、换索施工工艺
由于安昌二桥已运行14年，主体已处于稳定和均衡状态。本次换索的原则是尽量不改变结构大的受力状况，适度调整索力，以保持现有桥梁结构工作状态的连续性。为此，施工关键工序、工艺方法的确定至关重要。为保证换索过程中纵横梁和拱肋受力均衡，换索顺序确定为：两侧对称进行，最后更换拱脚短索。换索施工过程主要分为临时吊杆张拉与旧索卸除，新索就位、张拉、调试与临时吊杆拆除2大步骤（换索施工工艺流程框图见图7）。测定拟换索的初始索力，用精密水准仪测量拟换索横梁下吊点挠度以及桥面标高的初始值。安装、固定临时吊杆。用4台油压千斤顶分别对8根临时吊杆施加初应力(5OkN)，同时用砂轮机切割(或乙炔氧割)46根旧索钢丝。用同样方法再施加50kN张拉力，再切断46根旧索钢丝。如此循环。逐根张拉替代索和放松旧索，直至完全解除旧索。
图7 换索施工工艺流程
施工工艺要点如下。
1)换索施工时，拱轴线的受力状况不能因施工而改变。
2)保证施工荷载在拱轴上受力，不能产生偏心而影响拱肋。
3)施工过程中旧索、新索之间的荷载转移要平稳，解除和张拉索力均按吨位分级进行，一般每级为50kN。
4)卸索和张拉过程中，始终都要跟踪监测面标高以及横梁下吊点挠度变化情况，并以此作为索力是否需要调整的依据。
3、结语
从四川省绵阳市安昌二桥的吊杆更换来看，整个过程是成功的、可控的，吊杆的更换在有序、及时的情况下完成。由此可以说明，笔者提出的利用精轧螺纹钢及工字钢作为临时吊杆系统，将原吊杆的力转换至临时吊杆系统，再转换至更换的新吊杆的吊杆更换方式是可行的。
参考文献:
1）单成林《旧桥加固设计原理及计算示例》（北京：人民交通出版社，2007年）。
2）中交第一公路勘察设计研究院有限公司《公路桥梁加固设计规范》（北京：人民交通出版社，2008年）
作者简介：
唐赐明（1974年出生），男，籍贯（重庆），工程师（中级）。
联系方式：重庆市渝中区中山四路81-1号，400015
钢管混凝土拱桥吊杆更换施工 患的最有效办法。目前，吊杆的更换尚处于尝试阶段，对于桥梁是否需要更换吊杆，尚缺乏明确的规范和统一的标准，从而影响到拱桥的使用寿命，使其难以充分发挥应有的经济效益和社会效益。 沈阳浑河长青大桥是国内早期修建的钢管混凝土拱桥，其悬吊部分是以横梁为主的桥道系，横梁之间缺乏纵向的联系，整体性较差，一旦某根吊杆发生破断，桥道就可能直接垮塌掉入河中，造成交通中断甚至车毁人亡的惨剧。根据测量，该桥共计22根吊杆危险程度较高，且已出现钢丝腐蚀断丝的现象。 临时吊杆法 我国同类型拱桥吊杆更换一般分三步：首先检测桥梁的病害状况，特别是吊杆的损伤情况，并检测吊杆的索力，综合评价桥梁当前的状态，根据加固前桥梁的动静力荷载试验，对病害桥梁建立有限元模型，得到加固计算的基准有限元模型；其次通过监测吊杆索力，对比设计索力与实测索力，确定需要更换的吊杆，并编写施工组织技术方案和监控方案；最后根据施工方案更换吊杆，并做好过程中的索力监测，对更换的吊杆进行评估验收。 在施工过程中，存在两次内力转换。第一次体系转换为旧吊杆的索力转移到临时吊杆体系上，第二次体系转换为临时吊杆体系上的力重新转移到新吊杆上。一般情况下，吊杆更换时索力要逐渐转移，多采用等
步长张拉临时索，同时按比例分批次割断旧吊杆。另外也可采用变步长的张拉方式对旧吊杆进行卸载割除。在整个体系转换过程中，临时吊杆体系起着至关重要的作用。 由于吊杆构造和锚固方式的不同，施工过程中的临时体系也不完全相同。目前，常用的施工方法大致可以分为临时吊杆法、临时支架法、临时兜吊法及桥面支撑法等，其中使用较多的是临时吊杆法。 临时吊杆法是在拱肋上设置三角楔形垫块，然后在楔形块上放置临时承力梁，同时在桥面系横梁底部布置两根承力横梁，用4根临时吊杆穿过桥面与上、下承力横梁锚固。在吊杆更换时，通过液压千斤顶系统对临时吊杆进行分级张拉，每级张拉完毕之后，按比例卸除旧吊杆部分索力(通常是割断钢丝)，多次循环直至卸掉旧吊杆全部索力。清除旧吊杆上、下锚头，然后安装新吊杆，对新吊杆重新进行张拉，逐渐对临时吊杆卸载，直至新吊杆的索力张拉到设计值，去掉临时吊杆完成吊杆更换工作。 临时吊杆法不仅能保证桥梁各部分的内力和应力不发生过大的变化，还能保持桥梁的基本线形，如果有必要，还可通过调整吊杆索力来调整桥梁的线形。临时吊杆法既可进行单根吊杆的更换，也可对全桥吊杆进行更换。 临时吊杆体系安装
拱桥吊杆、系杆的使用寿命及相关问题 钟启宾 摘要：吸取以往工程的教训、经验，依据当前科技水平和生产能力，提出对柔性系杆拱桥系杆、吊杆结构、类型的设计、选型原则、养护和防腐的建议。 关键词：柔性系杆拱桥系杆吊杆腐蚀选型原则可更换防腐 1前言：1986年以来，由于我国逐步形成了镦头锚、群锚体系的科研与生产能力，柔性系杆拱桥广泛兴建。尤其是近十年来钢管混凝土拱桥的设计与施工技术的迅速发展，使这种桥式更加广泛地被采用。目前，我国的丫髻沙桥是世界最大跨度的中承式钢管混凝土系杆拱桥（76+360+76m），上海卢浦大桥创造了跨度550m中承提篮式钢箱系杆拱的世界纪录。 系杆拱桥的系杆、吊杆是平衡拱肋水平推力和把中横梁、桥面系的恒载与活载传递到拱肋的关键受力构件，它的使用寿命关系到拱桥的整体寿命和安全。非常令人不安的是，有些拱桥（含其他拉索体系桥梁）建成仅仅几年、十几年就因拉索体系的破损、腐蚀而被迫换索，甚至发生事故。 2以往的教训 由于科学技术和工业水平发展的进程制约着人们对金属、非金属材料腐蚀机理（氢脆、应力腐蚀、腐蚀疲劳等）的认识和防腐意识的深化及防腐措施的有效增强。直至今天这些认识、意识和措施还在不断深化、完善和发展；许多材料、工艺技术和方法还有待环境和时间的考验。面对这些问题，业主和设计院起主导作用，直接相关单位是监理、材料生产厂家、施工单位、养护维修单位。 多少年来，腐蚀造成桥梁损坏和事故的教训是极其深刻和惨痛的！ 2.1国外 美国帕斯克.肯涅威科桥仅通车7年即被迫换索；纽约威廉斯堡桥从1903年建成后，在1921、1924、1963年都对488m主缆和锚缆进行过全面修补，到1992年还进行长达两年的更加彻底的防腐维护； 德国汉堡科尔布兰特斜拉桥仅通车几年即因斜缆严重腐蚀而全部更换，其费用相当于建
50米下承式钢管拱桥施工方案 一、编制依据 1.第一公路勘察设计研究院2005年7月发出的至国家重点公路境泌阳至高速公路第二 标段两阶段施工图变更设计。 2.《公路工程技术标准》………………………………………J T G B01-2003 3.《公路桥涵施工技术规》…………………………………J T J041-2000 4.《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》…………………………G B/T175-2000 5.《公路工程施工安全技术规程》……………………………J T J O76-95 6.《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》………………………………GB13013-2000 7.《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》……………………………G B1499-2000 8.《公路工程金属试验规程》…………………………………J T L055-83 9.《钢筋焊接及验收规程》……………………………………J T J18-96 10.《公路工程水泥混凝土试验规程》…………………………J T J053-94 11.《预应力混凝土用钢绞线》…………………………………G B/T5224 12.《预应力筋用锚具、夹具和连接器》………………………G B/T14370 13.《公路工程质量检验评定标准》……………………J T G-F80/1-2004 14.《公路工程技术标准》……………………………（J T G B01-2003） 15.《公路桥涵设计通用规》……………………………（J T G D60-2004） 16.《钢结构设计规》……………………………（G B50017） 17.《钢结构工程施工及验收规》……………………………（GB50205-2001） 18.《铁路钢桥制造规》……………………………（T B10212-98） 19.《合金结构钢技术条件》……………………………（G B3077-82） 20.《焊接用钢丝》……………………………（G B1300-77）
文章编号:0451-0712(2007)12-0038-07 中图分类号:U44114 文献标识码:B 系杆拱桥吊杆疲劳的影响因素 姚 翔 (辽宁省交通勘测设计院 沈阳市 110005) 摘 要:通过参数分析,对影响下承式系杆拱桥吊杆疲劳的直接因素,如吊杆的位置、吊杆的间距、边吊杆至拱脚的距离、吊杆截面积、吊杆的弯曲刚度、汽车冲击力等,以及一些间接因素进行了分析,并结合算例进行了应用。 关键词:系杆拱;吊杆;疲劳;影响因素 吊杆是下承式系杆拱桥的重要构件,一旦损坏将导致严重后果,2001年四川宜宾南门金沙江大桥事故的直接原因就是吊杆的破坏。引起吊杆破损的主要原因是腐蚀和疲劳,而且两者共同作用、相互影响——交变的疲劳荷载降低了防腐措施的有效性,而腐蚀带来的强度降低更使吊杆难以承受疲劳荷载。 对于吊杆,特别是柔性吊杆,产生疲劳破坏的内因是钢丝索的材料性质以及锚头处应力集中的程度,这与吊杆的选材、制造和施工密切相关,本文不做详细探讨。吊杆疲劳的外因主要是应力反复的循环特征,本文由此入手,对如何从结构设计的角度减少疲劳破损的产生加以讨论。 1 吊杆的疲劳设计准则 吊杆的疲劳属于变幅疲劳问题,应当采用线性累积损伤准则进行分析,但由于缺乏资料,一般仍采用强度计算的荷载,在控制最大应力满足安全系数要求的条件下,使应力幅不超过容许值。现行的《钢结构设计规范》、《公路斜拉桥设计规范(试行)》、《公路悬索桥吊索》等规范,都是采用的这一设计方法。 2 吊杆疲劳的直接影响因素 作为超静定结构,系杆拱桥的各种参数都会对吊杆的应力状态产生影响。对吊杆疲劳产生直接影响的因素是与吊杆直接、密切相关的因素,如吊杆自身的尺寸和材料特性,或是作用在吊杆上的荷载,主要包括以下内容。 (1)吊杆钢索和锚具组件的疲劳强度。 改善材料性质,优化结构构造,是提高钢索及锚具抗疲劳性能的重要手段。但现在吊杆已普遍应用成品索,对于结构设计来说,研究如何提高材料性质意义不大,本文故不做讨论。 (2)吊杆的位置,即边吊杆、次边吊杆、中吊杆之间疲劳问题的不同。 (3)吊杆的间距。 (4)边吊杆至拱脚的距离。 (5)吊杆截面积。 (6)吊杆的弯曲刚度。 (7)汽车冲击力的作用。 为了了解吊杆应力的规律,选取跨径为60m的钢管混凝土系杆拱桥分析,桥宽17195m,其中行车道宽15125m,矢跨比为1 5。拱肋采用钢管混凝土,钢管直径为900mm,厚16mm,系梁高为160c m,宽为90c m的预应力混凝土矩形梁,拱梁刚度比为1∶4177,吊杆间距为5m,采用热挤聚乙烯成品拉索PES7-55,计算荷载为汽车—超20级。参数分析时只调整相关参数,其余不变。 由于内部高次超静定,不同的吊杆初始张拉力会使结构中的内力状态不同。为便于分析,取吊杆初始张拉力为每根吊杆承受的恒载大小。施工方法按一次落架考虑。 211 吊杆位置的影响 下承式系杆拱桥有多个吊杆,边吊杆由于长度 收稿日期:2007-06-11 公路 2007年12月 第12期 H IGHW A Y D ec12007 N o112
２０１８年 第２期（总第２８８期） 黑龙江交通科技 ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩ Ｎｏ．２，２０１８ （ＳｕｍＮｏ．２８８） 下承式系杆拱桥吊索更换设计和 施工关键技术 唐建荣，周云岗，窦勇芝，吴勇翔 （柳州欧维姆机械股份有限公司，广西柳州 ５４５００５） 摘 要：为了安全可靠地对既有下承式系杆拱桥进行吊杆更换，减少对原结构受力扰动影响，提出了采用临时吊杆法进行吊杆更换，通过有限元软件建模模拟吊杆更换过程，验算索力转换过程的控制指标、分级步骤，理论验证方法的可行性，并为吊杆更换施工过程提供理论依据；同时，临时兜吊装置需根据拱上结构尺寸、桥面结构尺寸、梁下结构尺寸及相互空间关系，进行详细设计以满足吊杆更换过程中结构安全要求；最后提炼出吊杆更换的设计和施工要点。施工实践表明：临时吊杆法是一种安全、高效和经济的吊杆更换方法，可为类似拱桥吊杆更换工程设计和施工提供借鉴。关键词：系杆拱桥；吊杆；更换；施工 中图分类号：Ｕ４４８．２２５ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８－３３８３（２０１８）０２－００８０－０２ 收稿日期：２０１７－１２－２７ 作者简介：唐建荣（１９７６－），男，工程师。 １ 工程简介 世纪大桥位于宜兴市团碄湖上连接环科园与碄 滨大道，主桥为三跨连续系杆拱，全长３４４ｍ。桥跨组合为：４×２０ｍ＋（４２．２５ｍ＋６３．０ｍ＋４２．２５ｍ）＋５×２０ｍ。主桥桥面横断面组合为：１．６（人行道）＋１．６（拱肋）＋０．３（护栏）＋１４．０（行车道）＋０．３（护 栏）＋１ ．６（拱肋）＋１．６（人行道）＝２１．０ｍ。主桥采用三跨无风撑钢筋混凝土预应力系杆拱，主桥跨径组合为４２．２５ｍ＋６３．０ｍ＋４２．２５ｍ，主拱肋矢跨比１／５，主拱采用钢筋混凝土箱形断面，截面高１．２ｍ；系梁采用预应力钢筋混凝土箱形截面，截面高１．５ｍ；吊索采用高强平行钢丝束外包ＰＥ制成，吊索间距４．５ｍ；中横梁由预制后通过现浇湿接头与系梁相连，端横梁整体现浇，横梁采用预应力混凝土结构；边拱与主拱体系相同，拱肋采用钢筋混凝土箱形断面，在吊杆处截面为实心段，截面高１．０ｍ，吊索间距４．４ｍ。横梁上铺０．２ｍ厚 预制行车道板，上覆０ ．０８ｍ厚钢筋混凝土桥面铺装，后经桥面黑色化改造，加铺０．０５ｍ厚沥青混凝 土铺装层。全桥共计２ ８对吊杆需更换。原桥旧吊杆固定端锚头及外包ＰＥ成品索体为工厂内预制，张拉端锚头为现场墩头制作，并在索导管内对裸露的钢丝段灌注水泥浆防腐，故原吊杆不具备再次张拉放张的更换条件，如何索力转换及控制为本工程函待解决的工程问题难点。新吊杆采用锚头能通过索导管口的成品挤压索，可满足吊杆可更换的设计要求。 另外，采取临时吊杆法如何设计临时兜吊装置 实现索力转换过渡为本工程函待解决的重点工程问题。 ２ 吊索更换设计与施工技术 ２．１ 结构计算分析 计算采用空间有限元分析软件Ｍｉｄａｓｃｉｖｉｌ２０１５（ｖ８．３．２）建模分析。 整个计算模型由三维梁单元和杆单元组成，其中横梁、系梁和拱肋采用梁单元，吊杆采用杆单元。２．２ 吊杆更换施工设计原则 （１）吊索更换过程中必须保证桥梁结构的安全，不能因更换吊索而损坏桥梁其他构件； （２）所用新吊索应确保吊索本身和桥梁整体结构在强度、刚度和稳定性方面具有足够的安全储备，桥梁在更换吊索后维持其原设计荷载等级； （３）吊索更换应使吊索索力和桥梁线形都进入拟定的目标状态，通过调索使得结构实际内力与结构目标内力差值最小，桥梁受力状态接近理想的目标状态，控制点的标高接近设计的标高值或换索前的标高值。吊索更换基本原则是吊索更换前后结构内力和线形状态尽量保持不变； （４）所用新吊索和锚具应尽量加以改进，满足新的标准，避免重复出现以前的病害，并且保证新吊索使用的耐久性和便于再次更换； （５）吊索更换方案应有较好的经济性，便于实施，具有良好的可控制性和可操作性； （６）新吊索的选用应尽量不要破坏桥梁原有景 · ０８·
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
钢筋混凝土系杆拱桥施 工方案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
宋普瓦13号公路特大桥1-56m钢筋混凝土系杆拱施工是本标的重点(放在重难点分析中) 宋普瓦13号公路特大桥采用1-56m钢筋混凝土系杆拱跨越13号公路，13号公路为老挝境内唯一一条纵贯南北的交通主动脉，也是该项目建筑材料运输的交通要道，系杆拱施工精度要求高，工艺较为复杂，该孔系杆拱施工为本标的另一个重点工程。 施工主要采取以下对策措施： ⑴主跨下部基础施工时，采取钢板桩防护；主梁采用钢管柱+贝雷梁支架现浇施工，加强安全防护，设置警示标志，以保证13号公路的交通及行车安全。 ⑵拱肋在桥面上搭设支架现浇施工，拱肋分为三段浇筑，先浇筑左右两半边拱肋，拱肋通过预埋型钢连接，在拱肋混凝土达到设计强度后，再进行合拢段施工，防止拱肋产生混凝土收缩裂缝，合拢段施工气温控制在15℃。 ⑶吊杆在具有资质的加工厂提前加工，派专人驻厂检查加工精度，预拼装合格后运至现场，避免因加工误差而影响工程进度。 宋普瓦13号公路特大桥1-56m钢筋混凝土系杆拱（重难点工程施工方案） 施工方案 主墩临近13#公路，桩基施工时采用钢板桩防护，下部结构施工方案与楠科内河特大桥相同。上部结构采用“先梁后拱法施工”，具体施工步骤及方法如下： 第一步：主桥下部结构施工，支架法现浇主梁，支架采用钢管柱+贝雷梁支架以保证13号公路的交通。 ⑴支架
支架施工前，处理支架基础，支架立柱安装在有足够承载力的地基上，立柱底端应设垫木来分布和传递压力，并保证浇筑混凝土后不发生超过允许的沉降量。浇筑混凝土前利用沙袋对支架进行均匀预压，预压重量为不小于110%的一期恒载与施工荷载，待沉降稳定后，再持续在持续3-5天，以消除支架的非弹性变形。 ⑵模板 底模、端模和外模均采用大块整体钢模。 ⑶钢筋绑扎 钢筋在加工场集中加工、现场绑扎。 ⑷砼浇筑 砼浇筑工艺：砼用输送车运输，砼输送泵泵送入模，用插入式振动器捣固。 砼浇筑顺序：砼应纵向分段、竖向分层浇筑；用两台砼输送泵从一端向另一端均匀连续浇筑。砼掺入缓凝剂并加快浇筑速度，在最初浇筑的砼初凝前浇筑完箱梁全横断面。 ⑸预应力张拉 梁体砼强度达到设计强度的95%，且养护龄期不少于10天，方可进行预应力张拉。张拉程序为：0→初应力→σcon（持荷2min锚固）。 压浆、封锚在张拉后48h内完成。压浆采用真空吸浆法，活塞式压浆泵压注水泥浆。水泥浆水灰比控制在～，压浆压力不大于。 ⑹砼养护 连续梁砼养护采用土工布覆盖养生，砼初凝后即开始，养护不少于14d。 施工工艺流程见下图。
系杆拱桥柔性吊杆施工技术 【摘要】系杆拱桥柔性吊杆分项分批张拉，吊杆受力均匀，防腐施工措施到位，保证桥梁使用耐久性。 【关键词】系杆拱桥；柔性吊杆 1.工程概况 某系杆拱桥位于某道路中心桩号K1+590.85处，设计桥长66 m，共1跨，跨径66m（计算跨径63.8m）。全桥处于R=8000m的竖曲线内。桥宽21.75m，桥面最大纵坡0.625%。上部构造采用跨径66m下承式钢管拱，矢跨比f/L=1/5，下部结构采用钢筋混凝土柱型埋置式桥台，基础采用?1.2m钻孔灌注桩。主桥部分上部结构为系杆拱结构。主要由系梁、横梁、桥面板、钢管拱肋、吊杆及横撑等组成。因该桥较宽，吊杆采用柔性吊杆，为柳州建筑机械总厂生产的85Φ7低应力防腐成品索。高强钢丝标准强度1670MPa，锚具采用冷铸锚OVMLZM（K）7-85。吊杆顺桥向间距为4.9m。 2.工程特点和难点 2.1该桥吊杆是柔性吊杆，张拉程序比较麻烦，施工控制较困难。因为吊杆的预应力施工对拱肋、系梁、及吊杆组成的结构内力及变形有很大影响，为保证各根吊杆受力均匀，吊杆张拉需采用分项分批张拉。 2.2吊杆采用在拱肋上端张拉，在高空需多次搬运张拉设备，安全问题是重要问题，在搭设拱肋支架时需统一考虑。 3.施工工艺 3.1主桥上部结构的施工方案 因本桥桥位处为陆地，采用回填砂碾压密实来支撑上部所有的荷载。桥梁施工完成后开挖渠道。 3.2主桥上部结构的施工步骤 上部构造的施工工序，具体如下： (1)对桥主梁范围内的原地面进行夯实碾压,并在系梁及横梁范围内浇筑20cm厚C10素砼垫层作为底模。浇筑中间段系梁，同时进行中横梁预制。 (2)同时现浇两边段系梁、端横梁及拱脚（预埋2m钢管拱肋），张拉系梁腹板钢束及端横梁钢束。 (3)吊装(2、4、6、7、8、10、12)等7片中横梁、施工湿接缝、张拉2#束，在各根系梁两侧搭设临时拱肋支架，用高强螺栓铰接。待三段拱肋及横撑精确定位后现场进行焊接。 (4)安装吊杆，施加一定的力，由四个拱脚同时向拱顶升注灌注拱肋砼（测量跟踪拱肋线形变化情况）。 (5)待拱肋砼达到要求强度，张拉吊杆，开挖地面30cm，系梁下落（测量跟踪拱肋和梁体线形变化情况），测试吊杆力，吊装剩余(1、3、5、9、11、13)6片中横梁、施工湿接缝、张拉中横梁，施工桥面板、张拉中横梁束、张拉系梁剩余钢束。 (6)施工机动车道砼铺装，测试吊杆力，拆除拱肋支架，再施工剩余桥面铺装、人行道、栏杆等。 3.3吊杆的施工工艺及流程图 3.3.1吊杆的施工流程图
拱桥吊杆更换施工技术 唐赐明 （重庆桥都桥梁技术有限公司） 摘要：结合工程实例，利用精轧螺纹钢及工字钢作为临时吊杆系统，将原吊杆的力转换至临时吊杆系统，再转换至更换的新吊杆，完成中下承式拱桥吊杆更换。 关键词：拱桥；吊杆；更换；施工工艺 前言 自上世纪90年代开始，我国修建了大量中、下承式拱桥，该类桥梁主要是通过吊杆将桥面系的恒载及活载传递至拱肋，因此吊杆是关键的承重构件。当时旧吊杆体系采用的基本上是平行钢丝+镦头锚的方式。 由于受当时技术水平、材料质量及施工质量等因素影响，桥梁竣工10多年后，吊杆便开始出现病害，随着时间的推移逐渐成为桥梁结构的安全隐患，甚至出现吊杆断裂致使桥梁垮塌的事件。吊杆的使用寿命一般为20年，从上世纪90年代拱桥竣工至今，将有大量的吊杆达到其使用寿命，需要更换。笔者结合四川省绵阳市安昌二桥拱桥吊杆更换施工实践，对吊杆的更换进行探讨。 1、工程概况 四川省绵阳市永安北路安昌二桥位于永兴至安县县道上，跨越安昌河，是变截面悬链线钢筋混凝土箱型中承式双肋吊杆拱桥，于1995年建成通车。 桥梁上部结构主拱圈为变截面悬链线钢筋混凝土箱型双肋拱，肋间在桥面以下设有横撑与K型横撑；原桥吊杆采用热挤PE防护钢丝，每根吊杆共139根φ5高强平行钢丝，标准强度为1670Mpa，锚具为墩头锚；吊杆横联采用钢筋混凝土空心梁结构；拱及墩上立柱（横梁）采用钢筋混凝土框架结构。 2008年汶川“5?12”地震时，该桥损毁较严重。为消除隐患，在处治完其他病害后，决定将其吊杆全部予以更换。 2、吊杆更换施工方法 2．1施工措施 2.1.1 施工支架及平台 支架用钢管搭设，搭设前进行荷载验算，符合安全要求后才能施工。 在拱肋下搭设满堂支架，施工支架需作为吊杆换索的平台，故脚手架的刚度和整体稳定性也要控制；支架搭设好后在其上满铺竹跳板即可使用。全桥采用扣件式钢管支架，钢管规格为φ48mm×3.5mm。
沪宁城际铁路1-96m系杆拱 （仙林特大桥） 施工方案 编制： 审核： 批准： 中铁四局沪宁城际铁路工程站前Ⅰ标项目部 二OO九年二月
仙林特大桥跨绕城高速公路1-96m系杆拱 施工方案 1.编制依据及原则 1.1编制依据 1、新建铁路上海至南京城际轨道交通施工图《沪宁城际施（桥）-W-07-Ⅲ》； 2、《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002； 3、现场调查所获得相关资料。 1.2编制原则 1、积极响应和遵守招投标文件中的安全、质量、工期、环保、文明施工等的规定及铁路建设工程施工合同条件、合同协议条款及补充协议内容。 2、质量创优、安全无事故，保证既有公路行车、施工人员人身健康安全。 2.适用范围 本方案适用范围为：仙林特大桥1-96系杆拱上部结构施工。 3.工程概况 沪宁城际铁路仙林特大桥位于南京市栖霞区，设计里程为自DK6+595至DK11+665，全长5.07km，共计151孔，是沪宁城际铁路全线的重点控制工程。桥梁基础设计采用钻孔灌注桩，墩身设计采用收坡矩形桥墩，梁体设计采用预应力混凝土单箱双室结构。 仙林特大桥分别在DK7+039处跨太龙路、DK7+170.755处跨沪宁铁路、DK7+669.185处跨机场输油管道、DK7+800处跨绕城高速、DK8+302处跨仙尧路、DK8+592处跨尧马路、DK9+080处跨宁芜铁路、DK9+680处跨仙林上行联络线、DK11+320处跨仙新路。其中跨太龙路和仙尧路为（48+80+48）m悬臂浇筑连续梁，跨沪宁铁路设计为门式墩，跨绕城高速公路设计为1-96m系杆拱，跨机场输油管道、仙林上行联络线和仙新路为（32+48+32）m现浇连续梁。
拱桥吊杆（立柱）安装施工工艺 9.1.1工艺概述 本工艺适用于各类拱桥吊杆（立柱）的现场安装施工。拱桥吊杆（立柱）一般采用钢和钢筋混凝土两种结构形式。钢吊杆有钢丝绳，钢绞线或平行钢丝等多种结构形式，目前多采用钢绞线和平行钢丝吊杆，一般为工厂定型产品；钢筋混凝土吊杆分预应力钢筋混凝土和普通钢筋混凝土两种，一般采用现浇施工。钢立柱由工厂加工完成；钢筋混凝土立柱一般采用现浇施工。 因此，吊杆（立柱）应根据类型确定安装工艺。钢筋混凝土吊杆（立柱）的安装施工可参照梁和柱的施工工艺完成，钢吊杆（立柱）的安装施工相对较为复杂，需要在地面组装后，吊装就位，然后通过焊接，高强螺栓接或者锚固等形式与拱圈（拱肋）连接，再根据设计要求进行张拉，最后对吊杆内力进行实测和调整，达到设计要求。 本工艺侧重于钢吊杆（立柱）的现场安装施工。 9.1.2作业内容， 钢吊杆（立柱）的现场安装施工包含验收、组装、吊装，连接，张拉及检查调整等内容。钢筋混凝土吊杆（立柱）的现场安装施工包含钢筋模板安装、灌注混凝土（或吊装预制钢筋混凝土立柱），连接，张拉及检查等内容。 9.1.3质量标准及检验方法 《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009） 《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010） 《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003） 《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010） 《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》（TB/T 1527-2011） 9.1.4工艺流程图 制造及验收→安装及张拉平台的布置→地面组装→吊装就位→与拱肋连接→吊杆张拉→检查调整→安装吊杆（立柱）附属设施→检验 图 9.5.4-1 钢吊杆（立柱）安装施工工艺流程 现浇及张拉平台的布置→钢筋、模板安装，灌注混凝土→预应力张拉、压浆→检验 图 9.5.4-2 钢筋混凝土吊杆（立柱）安装施工工艺流程 9.1.5工艺步骤及质量控制 一、施工准备 1.材料及主要机具 (1)吊杆（立柱）所用材料的材质，规格，尺寸及结构形式必须符合设计要求，与设计图不符的厂家定型产品或新产品应经过设计单位认可后使用。工厂制造的吊杆（立柱）产品应有出厂证明、合格证及试验报告单，对于钢吊杆还应附上单根超张拉记录； (2)吊杆的锚固件材质，规格，尺寸及结构形式必须符合设计要求，应有材质证明单及试验报告单； (3)钢筋混凝土立柱采用的钢筋、水泥、钢绞线等材料应符合钢筋混凝土的一般要求，其详细要求可参考预应力混凝土梁体预制中的相关部分； (4)吊装设备：可采用龙门吊，缆索吊，汽车吊或者履带吊等辅助完成； (5)张拉用具：穿心千斤顶，专用撑脚，油泵及配套张拉设备； (6)测力器：压力环测力器或传感器等。 2.作业条件
第一章编制说明 本方案的编制以下列文件和资料为依据： 1、施工承包合同书，2003年10月20 日 2、施工图设计文件，2003年 9月变更图纸 3、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041—2000） 4、《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ 053—94） 5、《公路工程石料试验规程》（JTJ 041—94） 6、《钢筋混凝土用热扎光圆钢筋》（GB 13013） 7、《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》（GB 1499） 8、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ 071—98） 9、《公路工程施工安全技术规范》（JTJ 076—95） 10、《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021—89） 11、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023—85） 第二章工程概况 本标段为xxxxxx，设计桩号为XXXXXXXX，共计1.428km，总造价为2.17亿元，主线上跨运河为单跨70米三片拱肋下承式钢筋砼系杆拱桥，本工程项目位于大道XXXXXXXX至XXXXXX段,中心桩号为XXXXXX。 下部结构有一柱式桥墩，一桥台，柱式桥墩为系杆拱和主线连续箱梁的共用墩，桩基为摩擦型钻孔灌注桩基础。 1、技术标准
道路等级：二级公路 设计荷载：汽-超20，挂-120，人群荷载3.5kPa 设计车速：V=80km/h 桥面宽度：总宽37.5m;横向布置为4.0非机动车道(含栏杆扶手)+1.5m侧分隔带+12.25m机动车道(含左右侧路缘带)+2.0m中央分隔带+12.25m机动车道(含左右侧路缘带) +1.5m侧分隔带+4.0非机动车道(含栏杆扶手) 桥面坡度：单向纵坡0.5%，双向横坡2%； 通航标准：通航宽度50米，最高通航水位3.063米, 地震烈度：地震基本烈度为6度； 2、上部结构 上部结构由拱肋、系杆、吊杆、风撑、横梁和桥面板组成 共肋和风撑采用工字形断面，钢筋砼材料，拱肋高 1.7米,宽1.0米.系杆采用矩形断面,预应力砼材料,系杆高2.0米,宽1.0米.吊杆采用圆形断面,结构用无缝钢管材料,规格为219×12毫米,Q345B级钢,内穿9根钢绞线.横梁和桥面板连接为整体,形成T 形断面,预应力砼材料,横梁高1.19~1.59米。腹板宽0.26米,间距4米,桥面板厚0.2米. 3、下部结构 桥墩承台厚度2米，由三个小承台组成，承台之间采用系梁连接，每个承台下接4根φ1.5米钻孔桩，桩长66米。桥台承台厚度2米，也由三个小承台组成，承台之间采用系梁连接，每个承
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
钢筋混凝土系杆拱桥施工专项方案 中铁二十三局一公司南京江北沿江项目部 400.6.1、工程概况 沿江开发高级别公路（南京江北段）工程滁河大桥全长709.4m，涉及主桥及引桥工程，双向四车道，分为左右两幅。 其中主桥上部采用72m单跨预应力混凝土系杆拱，计算跨径70米，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/5，矢高为14米。拱肋采用等截面工字型截面，系杆采用等截面箱型截面。每片拱片设间距为5.0m吊杆13根，采用7-55柔性吊索。每幅桥由两个拱片构成，拱片之间有4道风撑联结。 拱肋、风撑为钢筋混凝土构造，系杆、横梁为预应力混凝土构造，吊杆为柔性吊索。400.6.2、钢筋混凝土系杆拱预制方案 400.6.2.1、构件分段状况 预制件分段长度和重量见下表。 400.6.2.2、总体施工方案 场地布置重要考虑吊装运送以便及现场条件，预制场运用河北岸废弃码头预制系杆、拱肋、拱肋端块件等重量较大构件，通过浮吊来直接吊装运送到桥位；横梁、风撑、行车道板等重量较小构件在30米箱梁预制场预制，通过便桥运送至主墩位置。混凝土由自设拌和站供应，拌和机械为2台JS750强制式搅拌机，运送采用混凝土运送车运送。在现场设立小型
钢筋加工厂，加工所需钢筋材料。依照构件设立一定数量台座作为底模，底模保证构件尺寸和形状，构件侧模普通采用钢模板，拱肋采用木模板。 400.6.2.3、预制场布置 用作预制场场地为砂石码头，距离桥位300米，该处场地承载力较高。预制场地须先整平压实，清表后填筑30cm碎石土，振动压路机碾压密实。 预制场地内应按照文明施工和原则化工地规定进行布置。设立台座、值班房、材料库、水池、过滤池，材料存储区台座区应采用混凝土硬化。预制台座依照场地大小合理布置，预留一定施工空间和道路。底模范畴外预制场地表面浇5cm厚C25混凝土，以防雨水渗入而影响地基承载力。场地暂时电力线按照用电技术规范设立，并设配电箱、漏电保护器等电气设备。 横梁、拱肋及端拱肋均采用平卧式预制，系杆采用立式法预制，杆件均采用整体放样，分段预制，放线尺寸采用绘图软件进行绘制计算坐标，再依照坐标在台座上按照计算好坐标放样。台座顶面高程应按照图纸预拱度来设立。台座放样时考虑拱肋5cm预拱度。台座设设中系杆台座2个，边系杆2个，中拱肋2个，端构件4个，横梁4个，风撑1个，边拱肋2个。构件移动采用大型吊车或浮吊来进行。 1）拱肋及端构件台座：
浅谈系杆拱桥吊杆施工管理与养护维修 【摘要】近年来，钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建材等优点，被广泛应用于铁路工程。但该桥型技术复杂，施工难度大，已经暴露和潜在的问题还很多，亟待广大工程技术人员在实践中不断探讨和完善，本文将结合改沈丹乙线太子河特大桥工程实践就吊杆安装张拉施工要点及运营期间养护维修注意事项做简要阐述。 【关键词】系杆拱施工运营维护 1 工程概况 改沈丹乙线太子河特大桥1-95.7m简支系杆拱桥，梁全长98m，计算跨度为95.7m，矢跨比f/l=1：4.98475，拱肋立面矢高19.2m。拱肋在横桥向内倾8°角，成提篮式样，拱顶处两拱肋中心距8.058m。拱肋横断面采用哑铃型钢管混凝土等截面，拱肋与桥面靠吊杆相连，共设吊杆34根，每侧17个吊杆，除①、②及①1、②1吊杆间距为4米外，其余吊杆间距为5米，桥面宽17.5m。 2 吊杆安装施工方案 2.1 索成品运输保护措施 （1）零部件储存保护：部件储存在通风和干燥的仓库内，若存放露天，应作好保护措施。部件在搬运、装卸及储存中要防止变形碰伤。部件储存应按不同位置，不同规格、型号编号存放，并作好标记。 （2）缆索运输保护：缆索在装车发运前按编号打包捆扎，吊放到载重汽车内，要堆放整齐、平整，并保证运输过程中安全，保证索体不被划伤。 2.2 施工现场保护 （1）部件在运到施工现场后，应按编号堆放整齐场地要求平整，且要采取防雨、防湿保护措施。（2）施工现场零部件要派专人看管。 2.3 吊杆安装 拱肋施工完成后，进行吊杆安装，吊杆安装可采用卷扬机或吊车进行，吊杆安装前确认好张拉端和锚固端，安装时按照设计要求进行，防止张拉端与锚固端颠倒，吊杆安装就位后及时进行锚具安装。 3 吊杆张拉 吊杆安装完成后，在拱肋混凝土和梁体混凝土的强度均满足设计要求后方可
兰渝铁路接驾咀宛川河特大桥采用1孔96m钢管混凝土系杆拱跨越高速公路，拱轴线采用二次抛物线，矢高f=19.2m，理论计算跨度L=96.0m，理论拱轴线方程为：Y=0.8X-0.00833333X2。横桥向设置两道拱肋，拱肋中心间距12.15m。箱梁采用预应力混凝土简支箱梁，横截面为单箱三室截面。 结构设计为刚性箱梁刚性拱，设两道拱肋，拱肋采用外径φ110cm，壁厚=24mm的钢管混凝土哑铃型截面，上下弦管中心距2.1m，拱肋截面高3.2m，拱肋上下弦管之间连接缀板=24mm，缀板间距70cm，缀板间除拱脚面以外4.52m范围及吊杆纵向1.5m范围灌注混凝土外其余均不灌注混凝土。 拱肋之间共设5道横撑、2组K撑，横撑及K撑均为空钢管组成的桁式结构。两片拱肋共设26对吊杆，第一根吊杆距离支点12m，其余吊杆中心间距均为6.0m。 1方案概述 钢管拱安装采用支架法进行安装，支架体系由钢管、型钢组拼，型钢组拼成桁架作为钢管立柱的纵、横向连接。钢管立柱底面钢板与梁面上的预先埋设的钢筋连结牢固并浇注混凝土基础，支架顶面安装拱肋调整设施，支架顶部设置操作平台，以方便拱肋安装。 支架拼装完成并检收合格后方可进行钢管拱节段的吊装，钢管拱节段由汽车吊将吊至钢管支架上，通过支架顶安放的50t手动千斤顶，将拱肋节段的水平位置和标高调整到设计值后，用临时固结措施将该拱肋节段与上一节段临时焊接固定后，方可进行下一节段的安装，钢管拱各节段的安装应对称进行，同时安装相应横撑及焊接。 2施工流程 钢管拱施工按以下施工流程进行： 图1钢管拱施工施工流程图 3架拱支架的安装 架拱支架共设16根立柱，其中Φ800×10mm螺旋钢管立柱8根，Φ1020×10mm螺旋钢管立柱8根，管钢质材为Q235B。支架安装前应先施工支架混凝土基础，基础钢筋同钢板进行焊接，为确保立柱钢板下的混凝土密实，在钢板中间开设振捣孔。 在主梁整体成型张拉完毕后，根据主梁上预留的基础位置进行架设，为确保钢管支架的稳定，支架钢管吊装到位后与封底钢板满焊，钢管立柱每两根安装到位后，立即安装连接系。 4钢管拱节段吊装 支架全部拼装完成并验收合格后，方可进行钢管拱的吊装。 4．1吊装顺序 每个拱肋分段按照制作方案分为8节（不含拱脚及合拢段），拱肋最大吊装重量为27.5t，横撑最大吊装重量10.2t，K撑重量2.7t。拱肋及横撑安装遵循先两端后中间的对称原则。 4．2吊装设备的选择 选用2台50t汽车吊抬吊；吊车站位详见附图。 4．3吊装前的准备 拱肋、横撑吊装前必须做好以下几点： 1）汽车吊到位，并且工作状态良好； 2）将拱肋节段和横撑按吊装顺序对称摆放于系梁主跨两侧的桥面上（每个拱肋节段上都有安装吊点）； 3）根据附后的汽车吊站位图在桥面确定吊机的站位点； 4）根据拱肋节段和横撑重心位置，在拱肋上焊临时吊耳、吊装完毕后清除，并确定吊装每节拱肋、横撑的起吊钢丝绳的长度，确保拱肋、横撑垂直起吊，不偏斜； 5）钢管立柱顶的圆弧托板必须定位准确，安装牢固； 6）用于调整拱肋标高的50t手摇螺旋千斤顶必须有效可靠。 5钢管拱节段焊接 5．1临时连接 每安装一节，均采用临时固定，每节拱肋临时焊接固定完成后方可进行下一段拱肋的安装。 5．2永久性焊接 为保证安装钢管拱的结构稳定，钢管拱每安装一节临时固定后，立即进行永久性焊接，并将相应位置的横撑同时进行焊接，直至合拢，永久性焊接，接头施焊应拱脚向拱顶对称进行，每个拱管接口均采用2个电焊工同时对称焊接，避免拱肋移位或变形。拱肋和横撑现场所有焊接均采用手工焊，全熔透。焊接时先焊对接环缝，每节拱肋的对接环焊缝至少焊三道，焊接完成后割掉临时连接的码板，焊接完成后将焊缝打磨平整，并进行无损探伤合格后，再安装瓦管并进行焊接。 钢管拱拱焊接完成后，对所有现场焊缝进行超声波探伤。对于探伤不合格的焊缝采用碳弧气刨，将不合格的焊缝刨开，重新进行焊接，焊接后再次进行探伤，确保焊缝合格为止。 图2节段接头焊接前固定示意图 5．3拱顶合拢焊接 钢管拱合拢节段，在吊装合拢节段时，先在前一天的相同温度条件下，测量出合拢口的精确长度，然后对合拢节进行精确切割，并按图纸要求将切割端打磨出坡口，以上工作完成后，在第二天相同温度条件下进行合拢节段的安装。 6钢管拱节的验收 钢管拱合龙段安装完成后，应对钢管拱进行竣工测量，测量内容包括钢管拱各节段里程，标高，横轴偏位，拱高及拱肋跨距等进行检查 系杆拱桥拱部施工方法简述 王雷 （中铁十局集团有限公司西北工程有限公司，陕西西安710065） 【摘要】本文以兰渝铁路接驾咀宛川河特大桥1孔96米系杆拱桥拱部施工为背景，简要探讨系杆拱桥钢管拱部施工的方法。【关键词】系杆拱桥；拱部； 施工方法 381
6.4系杆拱桥施工 6.4.1系杆拱桥工程概况 滩地公路引桥在黄河大堤附近平面弯出后，南北两岸铁路采用钢管混凝土系杆拱桥立交跨越黄河大堤。拱桥为自平衡简支系杆拱桥，单孔跨径94m，矢高18.8 m，主梁采用混凝土边主箱梁截面，拱肋采用钢管混凝土结构，拱肋矢跨比为1/5，吊索纵桥向间距6m。 桥式布置见下页图所示。 铁路跨堤钢管混凝土系杆拱结构图 拱桥为自平衡简支系杆拱桥，单孔跨径94m，矢高18.8 m，在纵桥向设置两处支承，一处为固定支承，一处为竖向支承，横桥向设置两个支座。吊索纵桥向间距6m。 主梁顶部全宽16m，底部全宽17.2m。拱肋面与竖直面夹角为14°，拱顶截面钢管顶部宽5.484m，底部宽6.939m，高3m。跨中
横截面见下图。 6.4.2系杆拱桥施工步骤 施工步骤一： 铁路跨堤钢管混凝土系杆拱跨中横截面图 （2）钢管拱肋制作。 施工步骤二： （1）施工拱脚满堂红支架。 （2）安装支座，浇筑端横梁、拱脚和拱脚部分相连的纵梁。 （3）待端横梁砼强度达到100％，龄期大于10天，张拉端横梁钢束到设计吨位。
施工步骤三： （1）满堂红支架继续搭设，施作拱形安装平台，拱肋分四段在拱形作业平台上安线形拼装完成。 （2）采用履带吊进行拱肋吊装，调整轴线位置。用千斤顶调整两拱肋到同一标高，使两个半拱形成接触，乃至形成三铰拱。拱肋内部产生压应力，促使两半拱的下挠部分上拱，及时进行支垫，最后合拢处间隙进行焊接处理。拱肋合拢焊接后，用超声波进行100％焊缝检测，对拱顶进行射线检测，焊缝合格方可进行下一步工作。 （3）拱肋脱架后，拉紧缆风绳，用缆风绳调整拱轴线至设计和规范要求。在架设拱肋过程中，检测拱脚位移情况，若拱脚位移大于1.5cm，张拉临时钢束进行调整。 （4）穿好吊杆。 施工步骤四： （1）张拉拱肋至设计张拉力要求。 （2）用砼泵灌筑拱肋无收缩混凝土，浇筑时同时进行并一次性浇筑完成。 施工步骤五： （1）搭设主梁支架平台；拆除临时支撑。
吊杆张拉施工工艺 编制： 复核： 中铁十五局集团有限公司大西客专指挥部第一项目部 二0一0年四月
吊杆张拉施工工艺 一、吊杆安装、张拉前的施工准备 材料进场前先按照规范、标准等要求验收出场证明、合格证、外观等检查、相应的质量检测试验等，合格后方可使用。 ①、拱上、梁下设臵人行通道，便于施工人员行走。 ②、在拱上各吊杆锚固处对人行通道进行改造并加固，以满足拱上张拉的需要。 ③、将拱、梁索道管口用磨光机磨光，清除索道管内杂物及锚垫板上的焊渣和孔口处毛刺,在锚垫板上放出孔道口十字中心线，保证锚固螺母居中并与锚板能密贴。 ④、检查、清除吊杆索锚杯内外螺纹上的环氧树脂和杂物,如发现丝扣有损伤应及时修复。 ⑤、检查每一根吊杆索上挂设的出厂合格证的长度，以便在安装吊杆索固定端锚固螺母进行位臵调节，用以调整钢管拱上各吊杆索锚固点理论坐标与坐标偏差。 ⑥、千斤顶、油泵和油压表均编号、配套标定。 二、吊杆安装 吊杆拉索根据设计计算长度在工厂内制作成成品索，吊车吊装上桥，在吊杆相应的位臵放索；利用安装在拱肋上的卷扬机或吊车提升吊杆张拉端进入拱肋预埋套管与吊杆锚固端传入系梁上预埋套管内并用锚固端锚具固定，然后利用设在桥面上的卷扬机牵引拉索张拉端与张拉端锚具固定，按设计要求张拉到位，并进行防腐处理。吊索收
紧应对称，张拉分多次进行。 ⑴、桥面上放索 对吊杆索安装的机具设备进行检查保证其运转良好，将成盘吊杆索放开并臵于相应位臵。采用吊车将成品索吊装上桥，为便于放索，将索架平放并用几个小千斤顶顶起索架，利用卷扬机牵引即可完成放索。放索架设计成圆盘结构，由上下底盘构成，之间设轴承和滚珠。 ⑵、拉索连接结构 拉索提升牵引采用卷扬机，卷扬机与拉索间采用“哈肤”式抱箍连接，内垫圆面橡胶，以保证拉索提升过程中不受到破坏。 吊杆的下锚箱在箱梁浇筑时提前预埋，上锚箱在管节安装完毕后施做。在钢管拱钢架支墩拆除前，安装吊杆，在钢管混凝土压注后，按设计给出张拉顺序进行张拉。 ⑶、吊杆安装 当拱肋调整线形后，即可进行吊杆安装。吊杆安装时，充分利用拱肋支架(支架设计时已充分考虑利用)，作业人员可以到达支架顶进行吊杆安装工作。 安装前先加工一个安装于吊杆墩头锚顶端联结器，其上焊一吊环，安装时将吊杆运至施工现场，把钢丝绳从拱肋吊杆套管中顺下并系在联结器吊环上，联结器与要吊装的吊杆联结，卷扬机提升带着吊杆一起提升，当吊杆提升至接近拱肋吊杆套管时，锚头对准套管后缓缓提升，吊杆伸出锚垫板后上好上锚头锚固螺母并安装好吊杆防护罩，松开钢丝绳，拧下联结器，然后将吊杆索下端装入系梁索导管中，通过梁下施工平台旋上螺母。依次类推，将全部吊杆吊装于拱上。 这一阶段施工作业面长、危险性大，要做到安全文明施工，应掌