中下承式拱桥吊杆更换与施工课件

大家好大家好 中下承式拱桥吊杆的更换中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工设计与施工 内容提要 公路桥梁加固设计规范吊杆更换公路桥梁加固设计规范吊杆更换12中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工 公路桥梁加固施工技术规范吊杆更换公路桥梁加固施工技术规范吊杆更换34吊杆更换设计实例吊杆更换设计实例吊杆更换设计实例吊杆更换设计实例5吊杆更换施工实例吊杆更换施工实例吊杆更换施工实例吊杆更换施工实例 中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工 中下承式拱桥旧吊杆更换中下承式拱桥旧吊杆更换中下承式拱桥旧吊杆更换中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性的必要性的必要性的必要性一、一、一、一、一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事事故故实实例例四川攀枝花市倮果金沙江大桥四川攀枝花市倮果金沙江大桥建于建于19931993年，其结构形式为年，其结构形式为160m160m中承式钢筋混凝土肋拱桥。中承式钢筋混凝土肋拱桥。20032003年曾对所有的吊杆全部年曾对所有的吊杆全部更换过更换过，20122012年年1212月月1010下午下午6 6时时1515分，分，一根吊杆一根吊杆突然脱落突然脱落，横横梁掉入江中，梁掉入江中，桥面有一处明显坍塌，宽度桥面有一处明显坍塌，宽度2 2米多，呈米多，呈“V”“V”字字形。桥两边的金属护栏，也随着桥面向下弯曲。形。桥两边的金属护栏，也随着桥面向下弯曲。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事事故故实实例例吊杆及横梁脱落吊杆及横梁脱落一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事事故故实实例例福建武夷山公馆大桥福建武夷山公馆大桥建于建于19991999年，其结构形式为年，其结构形式为（80+100+8080+100+80）m m中承式钢筋混凝土肋拱桥。中承式钢筋混凝土肋拱桥。20112011年年7 7月月1414日早日早上上8 8时时5050分许，福建武夷山公馆大桥北端分许，福建武夷山公馆大桥北端边跨整体边跨整体轰然垮塌，轰然垮塌，一辆正在桥上行驶的旅游大巴车坠入桥下，造成一辆正在桥上行驶的旅游大巴车坠入桥下，造成1 1名驾驶员当名驾驶员当场死亡，其余场死亡，其余2222人受伤人受伤。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事事故故实实例例新疆库尔勒孔雀河大桥新疆库尔勒孔雀河大桥建于建于19981998年，其结构形式为年，其结构形式为150m150m中承中承式钢管混凝土拱桥。式钢管混凝土拱桥。20112011年年4 4月月1212日日5 5时时3030分孔雀河大桥由于分孔雀河大桥由于主跨第二根吊杆断裂，造成主跨第三、四、五道矮梁掉入主跨第二根吊杆断裂，造成主跨第三、四、五道矮梁掉入河中，致使大桥长约河中，致使大桥长约1010米、宽约米、宽约1212米的路面发生垮塌，确认米的路面发生垮塌，确认未造成车辆坠河和人员伤亡。未造成车辆坠河和人员伤亡。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事事故故实实例例吊杆钢丝断面及断口形态吊杆钢丝断面及断口形态一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事事故故实实例例宜宾小南门金沙江大桥宜宾小南门金沙江大桥建于建于19901990年，其结构形式为年，其结构形式为240m240m中承中承式混凝土双肋拱桥。式混凝土双肋拱桥。20012001年年1111月月7 7日晨日晨4 4时时3030分有分有4 4对对8 8根吊杆根吊杆突然发生断裂，突然发生断裂，4 4片横梁及相连桥面板、人行道坠入江中，造片横梁及相连桥面板、人行道坠入江中，造成车辆坠落与人员伤亡。成车辆坠落与人员伤亡。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事事故故实实例例吊杆锈蚀的锚头及钢绞线吊杆锈蚀的锚头及钢绞线一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性受受力力特特点点uu中下承式拱桥受力特点分析中下承式拱桥受力特点分析中下承式拱桥受力特点分析中下承式拱桥受力特点分析1 1、结构整体性较差，结构各部相对独立，荷载通过桥面系、吊杆横、结构整体性较差，结构各部相对独立，荷载通过桥面系、吊杆横梁、吊杆、拱肋受力，传力环节多，结构的安全性不容易保证。梁、吊杆、拱肋受力，传力环节多，结构的安全性不容易保证。2 2、中承式拱桥的、中承式拱桥的桥面桥面系系在主跨内在主跨内多多为弹性支承的简支结构体系，缺为弹性支承的简支结构体系，缺乏足够的纵向联系，只要有某一吊杆断裂就会引起部分桥面系塌落。乏足够的纵向联系，只要有某一吊杆断裂就会引起部分桥面系塌落。3 3、桥面系多为纵向漂浮体系，、桥面系多为纵向漂浮体系，在温度荷载在温度荷载、车辆制动力等、车辆制动力等作用下，作用下，桥面漂浮体系存在较大的水平位移，桥面漂浮体系存在较大的水平位移，造成各吊杆受力差异大，造成各吊杆受力差异大，与跨与跨中长吊杆相比，短吊杆刚性较大，固有频率较高，受到的剪切变形中长吊杆相比，短吊杆刚性较大，固有频率较高，受到的剪切变形较大较大，短吊杆的复杂受力使得其破坏的风险更大，短吊杆的复杂受力使得其破坏的风险更大。4 4、吊杆的下锚头作为桥面系与吊杆的连接点，不仅处于弯剪扭复合、吊杆的下锚头作为桥面系与吊杆的连接点，不仅处于弯剪扭复合受力状态，且常为高应力，反复荷载作用。受力状态，且常为高应力，反复荷载作用。5 5、中下承式拱桥的吊杆设计多为柔性吊杆，桥面系与主拱的连接较、中下承式拱桥的吊杆设计多为柔性吊杆，桥面系与主拱的连接较弱，结构的整体稳定性差。弱，结构的整体稳定性差。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性破破坏坏形形态态断口附近的钢绞线或钢丝严重锈蚀，有严重锈坑，多为陈旧性断裂。断口附近的钢绞线或钢丝严重锈蚀，有严重锈坑，多为陈旧性断裂。uu吊杆破坏特点分析吊杆破坏特点分析吊杆破坏特点分析吊杆破坏特点分析断口基本表现为脆性断裂，锈蚀严重的钢丝无明显塑性变形。断口基本表现为脆性断裂，锈蚀严重的钢丝无明显塑性变形。属于应力腐蚀断裂，是腐蚀和拉应力共同作用的结果。应力加剧了属于应力腐蚀断裂，是腐蚀和拉应力共同作用的结果。应力加剧了腐蚀，腐蚀又恶化了应力，钢丝裂纹的开展便是高应力与腐蚀综合腐蚀，腐蚀又恶化了应力，钢丝裂纹的开展便是高应力与腐蚀综合作用的结果，最终导致吊杆横断面减少发生脆性破坏而无任何预先作用的结果，最终导致吊杆横断面减少发生脆性破坏而无任何预先的征兆。的征兆。吊杆传力锚固系统失效，紧固螺母脱落造成吊杆与桥面系连接失效。吊杆传力锚固系统失效，紧固螺母脱落造成吊杆与桥面系连接失效。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性原原因因分分析析1 1、预应力钢材对锈蚀极为敏感。、预应力钢材对锈蚀极为敏感。据国际预应力混凝土协会（据国际预应力混凝土协会（FIPFIP）统计，预应力钢材破坏中腐蚀疲劳约）统计，预应力钢材破坏中腐蚀疲劳约占占1010，应力腐蚀占到，应力腐蚀占到7575，而其中超过，而其中超过5 5年的仅占年的仅占5050。uu吊杆破坏原因分析吊杆破坏原因分析吊杆破坏原因分析吊杆破坏原因分析2 2、恶劣的腐蚀环境。、恶劣的腐蚀环境。钢绞线或钢丝长期处于酸性腐蚀环境中工作，特别是处于酸雨及酸性钢绞线或钢丝长期处于酸性腐蚀环境中工作，特别是处于酸雨及酸性大气环境的桥梁，加速了钢绞线或钢丝的腐蚀速度。大气环境的桥梁，加速了钢绞线或钢丝的腐蚀速度。3 3、无防腐涂层的钢绞线或钢丝。、无防腐涂层的钢绞线或钢丝。设计时吊杆钢丝设计时吊杆钢丝或钢绞线或钢绞线未采用镀锌未采用镀锌等防腐技术等防腐技术，在一定程度上加剧，在一定程度上加剧了钢丝了钢丝或钢绞线或钢绞线的腐蚀速度。的腐蚀速度。4 4、吊杆防腐构造细节处理不当吊杆防腐构造细节处理不当。部分部分钢管护套钢管护套内采用内采用注入水泥浆的防腐方案注入水泥浆的防腐方案，从整体上来说是可行的，从整体上来说是可行的，但关键部位的防腐构造并不能有效阻断水与大气对钢丝的作用，导致整个但关键部位的防腐构造并不能有效阻断水与大气对钢丝的作用，导致整个吊杆的防腐失效。吊杆的防腐失效。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性原原因因分分析析5 5、短吊杆受力状况复杂短吊杆受力状况复杂。在随时间变化荷载（如温度荷载）作用下，桥面漂浮体系存在较大的在随时间变化荷载（如温度荷载）作用下，桥面漂浮体系存在较大的水平位移，与跨中长吊杆相比，短吊杆刚性较大，固有频率较高，受到的水平位移，与跨中长吊杆相比，短吊杆刚性较大，固有频率较高，受到的剪切变形较大。在车辆特别是超重车辆冲击荷载作用下，吊杆下端处于反剪切变形较大。在车辆特别是超重车辆冲击荷载作用下，吊杆下端处于反复弯剪状态，导致钢管护筒内砂浆断裂，使钢丝受到大气和雨、雪水的直复弯剪状态，导致钢管护筒内砂浆断裂，使钢丝受到大气和雨、雪水的直接侵蚀，发生严重腐蚀。接侵蚀，发生严重腐蚀。uu吊杆断裂原因分析吊杆断裂原因分析吊杆断裂原因分析吊杆断裂原因分析6 6、吊杆及桥面系构造存在缺陷吊杆及桥面系构造存在缺陷。部分部分吊杆吊杆的的下端腐蚀部位无法通过常规检查方式检查其腐蚀情况，实下端腐蚀部位无法通过常规检查方式检查其腐蚀情况，实际上吊杆处于不可知状态。际上吊杆处于不可知状态。而且而且桥面在主跨内为多点弹性支承的多孔简支桥面在主跨内为多点弹性支承的多孔简支结构体系，缺乏足够的纵向联系，只要有某结构体系，缺乏足够的纵向联系，只要有某一一吊杆断裂就会引起部分桥面吊杆断裂就会引起部分桥面系塌落。系塌落。7 7、缺乏针对性的管养措施。、缺乏针对性的管养措施。养护部门仅对大桥进行了常规的观察与养护，对关键部位的防腐认识养护部门仅对大桥进行了常规的观察与养护，对关键部位的防腐认识不足，桥梁构造中未提供方便检查的通道或装置，使得检查人员难以对吊不足，桥梁构造中未提供方便检查的通道或装置，使得检查人员难以对吊杆的关键部位进行有针对性的检查。杆的关键部位进行有针对性的检查。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性反反思思与与建建议议2 2、吊杆设计应为可更换式吊杆。、吊杆设计应为可更换式吊杆。uu中下承式拱桥吊杆的安全性及耐久中下承式拱桥吊杆的安全性及耐久中下承式拱桥吊杆的安全性及耐久中下承式拱桥吊杆的安全性及耐久性性性性3 3、加强对吊杆防腐蚀构造的细节处理。、加强对吊杆防腐蚀构造的细节处理。吊杆钢绞线或钢丝采用镀锌、环氧涂层、高密度吊杆钢绞线或钢丝采用镀锌、环氧涂层、高密度PEPE、外套钢管、外套钢管防护，锚头采用防腐油脂防护防护，锚头采用防腐油脂防护，以有效阻止水与，以有效阻止水与大气大气的侵蚀。的侵蚀。4 4、桥面系宜设计成由加强纵梁、吊杆横梁与桥面板形成的整体式桥面系宜设计成由加强纵梁、吊杆横梁与桥面板形成的整体式混凝土桥面结构混凝土桥面结构。5 5、应设置必要的检修装置及检修通道。、应设置必要的检修装置及检修通道。6 6、设计或厂家应明确吊杆使用年限，使养管部门便于更换和养护。、设计或厂家应明确吊杆使用年限，使养管部门便于更换和养护。1 1、在选择结构体系和适应桥型方面，要充分考虑结构的耐久性，在选择结构体系和适应桥型方面，要充分考虑结构的耐久性，特别对于全寿命周期内需要更换的构件，应充分考虑其可到达、可特别对于全寿命周期内需要更换的构件，应充分考虑其可到达、可检查、可维护、可更换性。检查、可维护、可更换性。中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工 公路桥梁加固设计规范公路桥梁加固设计规范公路桥梁加固设计规范公路桥梁加固设计规范吊杆更换吊杆更换吊杆更换吊杆更换二、二、二、二、二、公路桥梁加固设计规范规规范范条条文文11.3.8 11.3.8 中下承式钢筋混凝土箱肋拱吊杆更换后的抗拉安全系数中下承式钢筋混凝土箱肋拱吊杆更换后的抗拉安全系数不应小于不应小于2.52.5。uu吊杆更换规定吊杆更换规定吊杆更换规定吊杆更换规定11.3.9 11.3.9 钢管混凝土拱加固验算项目包括主拱截面强度、刚度、钢管混凝土拱加固验算项目包括主拱截面强度、刚度、稳定性，中、下承式拱桥吊杆、系杆强度等。稳定性，中、下承式拱桥吊杆、系杆强度等。更换后吊杆的抗更换后吊杆的抗拉安全系数不应小于拉安全系数不应小于2.52.5。中下承式拱桥考虑吊杆变形后桥道中下承式拱桥考虑吊杆变形后桥道系的最大竖向挠度不应大于系的最大竖向挠度不应大于L/500L/500，其中，其中，L L为主拱计算跨径。为主拱计算跨径。11.4.4 11.4.4 更换后的短吊杆上、下端宜采用铰接。更换后的吊杆、更换后的短吊杆上、下端宜采用铰接。更换后的吊杆、系杆及其锚固构造应具有可靠的防、排水措施。系杆及其锚固构造应具有可靠的防、排水措施。二、公路桥梁加固设计规范规规范范条条文文12.1.1 12.1.1 吊索（杆）以及斜拉桥斜拉索损伤或承载力不足时应进吊索（杆）以及斜拉桥斜拉索损伤或承载力不足时应进行更换。行更换。uu吊杆更换规定吊杆更换规定吊杆更换规定吊杆更换规定12.1.3 12.1.3 钢构件应按照腐蚀环境、构件工作条件、维护条件等钢构件应按照腐蚀环境、构件工作条件、维护条件等进行涂装防腐设计。进行涂装防腐设计。12.3.2 12.3.2 吊索（杆）抗拉安全系数应符合下列规定：吊索（杆）抗拉安全系数应符合下列规定：高强钢丝吊索：不小于高强钢丝吊索：不小于2.02.0；钢丝绳吊索：不小于钢丝绳吊索：不小于3.03.0；刚性吊杆：不小于刚性吊杆：不小于3.03.0。12.4.3 12.4.3 吊索（杆）及上下锚头以及斜拉桥斜拉索及上下锚头应吊索（杆）及上下锚头以及斜拉桥斜拉索及上下锚头应采取可靠的防、排水措施。采取可靠的防、排水措施。中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工 公路桥梁加固施工技术公路桥梁加固施工技术公路桥梁加固施工技术公路桥梁加固施工技术规范吊杆更换规范吊杆更换规范吊杆更换规范吊杆更换三、三、三、三、三、公路桥梁加固施工技术规范规规范范条条文文8.3.1 8.3.1 吊杆运输、安装过程中，应有可靠的保护措施，防止碰伤吊杆运输、安装过程中，应有可靠的保护措施，防止碰伤锚具及锚具及PEPE索套，如有意外损伤应及时修补，并作好记录。索套，如有意外损伤应及时修补，并作好记录。uu吊杆更换吊杆更换吊杆更换吊杆更换8.3.2 8.3.2 更换吊杆前应根据构造形式、施工设备等实际情况，设置更换吊杆前应根据构造形式、施工设备等实际情况，设置工具吊杆，工具吊杆应进行设计计算，对工具吊杆施力时，应保工具吊杆，工具吊杆应进行设计计算，对工具吊杆施力时，应保证同步张拉，使吊杆受力平衡。证同步张拉，使吊杆受力平衡。8.3.3 8.3.3 更换吊杆过程中，应连续监测桥面高程、吊杆内力及混凝更换吊杆过程中，应连续监测桥面高程、吊杆内力及混凝土应力变化，新吊杆张拉应实行双控，以桥面高程控制为主，吊土应力变化，新吊杆张拉应实行双控，以桥面高程控制为主，吊杆内力控制为辅。杆内力控制为辅。8.3.4 8.3.4 应对柔性牵引索及刚性连接杆的长度、尺寸、连接方式与应对柔性牵引索及刚性连接杆的长度、尺寸、连接方式与构造进行专门设计。当采用刚性连接杆时，应考虑吊杆长度、重构造进行专门设计。当采用刚性连接杆时，应考虑吊杆长度、重量、索管长度的差别。量、索管长度的差别。8.3.5 8.3.5 施工过程中新旧吊杆、工具吊杆之间的荷载转换应平稳。施工过程中新旧吊杆、工具吊杆之间的荷载转换应平稳。三、公路桥梁加固施工技术规范规规范范条条文文8.4.1 8.4.1 系杆运输、安装过程中，应注意保护系杆运输、安装过程中，应注意保护PEPE索套，如有意外损索套，如有意外损伤应及时修补。伤应及时修补。uu系杆更换系杆更换系杆更换系杆更换8.4.2 8.4.2 对可更换系杆，拆除前应设置临时系杆，临时系杆应通过对可更换系杆，拆除前应设置临时系杆，临时系杆应通过设计计算确定。设计计算确定。8.4.3 8.4.3 旧系杆拆除、临时系杆及新系杆张拉应交叉分级进行。旧系杆拆除、临时系杆及新系杆张拉应交叉分级进行。8.4.4 8.4.4 施工过程中，新旧系杆、临时系杆之间的荷载转换应平稳施工过程中，新旧系杆、临时系杆之间的荷载转换应平稳8.4.5 8.4.5 系杆张拉应在夜间气温稳定时段进行，并应临时中断交通。系杆张拉应在夜间气温稳定时段进行，并应临时中断交通。8.4.6 8.4.6 施工过程中，应对拱圈应力、变形以及拱座变位进行监控。施工过程中，应对拱圈应力、变形以及拱座变位进行监控。三、公路桥梁加固施工技术规范规规范范条条文文 1 吊杆更换质量检验实测项目应符合表吊杆更换质量检验实测项目应符合表8.7.3-18.7.3-1的要求。的要求。表表8.7.3-1 8.7.3-1 吊杆更换质量检验实测项目吊杆更换质量检验实测项目uu 8.7.3 8.7.3 8.7.3 8.7.3 吊杆、系杆更换质量检验与验收吊杆、系杆更换质量检验与验收吊杆、系杆更换质量检验与验收吊杆、系杆更换质量检验与验收项次次检查项目目规定定值和允和允许偏差偏差检查方法和方法和频率率1吊杆吊杆长度（度（mm）0.001L及及10用用钢尺量尺量2吊杆拉力（吊杆拉力（kN）符合符合设计要求要求测力力仪：每吊杆：每吊杆检查3吊点位置（吊点位置（mm）10全站全站仪:每吊点每吊点检查4吊点高程（吊点高程（mm）高程高程10水准水准仪：每吊点：每吊点检查两两侧高差高差20注：本表中注：本表中L为吊杆吊杆长度。度。三、公路桥梁加固施工技术规范规规范范条条文文 2 柔性系杆更换柔性系杆更换质量检验实测项目应符合表质量检验实测项目应符合表8.7.3-28.7.3-2的要求。的要求。表表8.7.3-2 8.7.3-2 柔性系杆质量检验实测项目柔性系杆质量检验实测项目uu 8.7.3 8.7.3 8.7.3 8.7.3 吊杆、系杆更换质量检验与验收吊杆、系杆更换质量检验与验收吊杆、系杆更换质量检验与验收吊杆、系杆更换质量检验与验收项次次检查项目目规定定值或允或允许偏差偏差检查方法和方法和频率率1张拉拉应力力（MPa）符合符合设计要求要求查油油压表表读数数,每根每根检查2张拉伸拉伸长率（率（%）符合符合设计规定定尺量尺量,每根每根检查 3 外观鉴定外观鉴定 1）吊杆、系杆顺直，无扭转现象。）吊杆、系杆顺直，无扭转现象。2）防护层完好，无破损、污物。）防护层完好，无破损、污物。或参见或参见公路桥梁加固工程质量检验评定标准公路桥梁加固工程质量检验评定标准（送审稿）（送审稿）15.3.2和和15.3.3条。条。中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工 吊杆更换设计实例吊杆更换设计实例吊杆更换设计实例吊杆更换设计实例四、四、四、四、四、吊杆更换设计实例结结构构简简介介 蜀河汉江大桥主蜀河汉江大桥主桥为桥为2120m中承式中承式钢管混凝土拱桥，钢钢管混凝土拱桥，钢管拱肋为哑铃型截面，管拱肋为哑铃型截面，桥面系为简支纵横梁桥面系为简支纵横梁体系，吊杆为高强钢体系，吊杆为高强钢丝。丝。该桥于该桥于1999年建年建成通车。成通车。桥梁宽度：净桥梁宽度：净9米米+22.06米（人行道）。米（人行道）。设计荷载：汽车设计荷载：汽车-20级，挂车级，挂车-100。四、吊杆更换设计实例 吊杆的钢丝网水泥护套多处开裂和破损，吊杆钢丝严重锈蚀。吊杆的钢丝网水泥护套多处开裂和破损，吊杆钢丝严重锈蚀。吊吊杆杆病病害害 四、吊杆更换设计实例 吊杆上、下锚头严重锈蚀。吊杆上、下锚头严重锈蚀。吊吊杆杆病病害害 四、吊杆更换设计实例 现场拆除的旧吊杆现场拆除的旧吊杆 吊吊杆杆病病害害 四、吊杆更换设计实例 吊杆沿桥纵向不再一条直线上，跨中桥面扰度较大。吊杆沿桥纵向不再一条直线上，跨中桥面扰度较大。吊吊杆杆病病害害 四、吊杆更换设计实例 结构分析整体模型结构分析整体模型结结构构分分析析 四、吊杆更换设计实例 吊杆索力计算与实测值吊杆索力计算与实测值结结构构分分析析吊杆吊杆编号编号恒载恒载（KN）活载活载（KN）实测恒载实测恒载（KN）实测活载实测活载（KN）备注备注1474.6 实测恒实测恒载、活载引载、活载引自荷载试验自荷载试验报告中的最报告中的最大值。大值。2486.33484.6855.6289.64481.4722.15484.2319.2668.0275.96489.7323.8685.0314.9四、吊杆更换设计实例结结构构分分析析 结构稳定性分析结构稳定性分析工况工况（特征值法）（特征值法）安全系数安全系数K值值失稳模型失稳模型恒载（自重）恒载（自重）3.406拱肋横向半拱肋横向半波波恒载活载恒载活载3.208拱肋横向半拱肋横向半波波恒载横向风载恒载横向风载3.406拱肋横向半拱肋横向半波波四、吊杆更换设计实例结结构构分分析析结结论论1、吊杆计算索力较实测值小。、吊杆计算索力较实测值小。2、吊杆的安全系数为、吊杆的安全系数为3.01，满足设计规范，满足设计规范2.5的容许值。的容许值。3、整个拱肋的横向刚度偏低，在低频载荷干扰下极易产生横向振、整个拱肋的横向刚度偏低，在低频载荷干扰下极易产生横向振动和失稳。动和失稳。4、在恒、活载作用下结构的第一类稳定安全系数仅为、在恒、活载作用下结构的第一类稳定安全系数仅为3.208，低，低于设计要求的拱侧倾一类弹性稳定系数于设计要求的拱侧倾一类弹性稳定系数46的要求。的要求。四、吊杆更换设计实例加加固固设设计计方方案案项目项目加固项目加固项目使用使用年限年限工程工程造价造价加固维加固维修难点修难点经济及经济及社会效社会效益益方案一方案一钢钢管管拱拱肋肋及及吊杆防护吊杆防护5年年149.8万万吊吊杆杆与与桥桥面面及及拱拱肋肋连连接接处处的的维维修修防防护护困困难难，钢钢丝丝除除锈锈容容易易引起断丝引起断丝较差较差方案二方案二更更 换换 吊吊 杆杆、调调整整桥桥面面标标高高钢钢管管拱拱肋防护肋防护20年年485.5万万能能彻彻底底解解决决吊吊杆杆的的防防腐腐、除除湿湿问问题题，具具有有一一定定的的先先进进性性，国国内内施施工工经经验验也较成熟也较成熟较好较好 经综合比较采用第二方案作为推荐设计方案，并通过专家论证。经综合比较采用第二方案作为推荐设计方案，并通过专家论证。四、吊杆更换设计实例吊吊杆杆更更换换原原则则一、吊杆更换原则：一、吊杆更换原则：1、保证桥梁结构安全；、保证桥梁结构安全；2、总体性能不会降低；、总体性能不会降低；3、防腐性能提高；、防腐性能提高；4、经济、简便。、经济、简便。二、吊杆设计荷载：二、吊杆设计荷载：汽车汽车20级、挂车级、挂车100、人群荷载为、人群荷载为3.0kN/m2。三、吊杆使用年限：三、吊杆使用年限：吊杆正常使用年限为吊杆正常使用年限为20年。年。四、吊杆更换设计实例吊吊杆杆构构造造 吊杆体系为吊杆体系为PES(FD)73低应力防腐新索体，吊杆型号为：低应力防腐新索体，吊杆型号为：OVMDS7-73,采用镀锌高强钢丝全防水设计。采用镀锌高强钢丝全防水设计。四、吊杆更换设计实例吊吊杆杆更更换换步步骤骤 1、焊接、焊接K撑；撑；2、加临时钢纵梁；、加临时钢纵梁；3、解除桥面连续；、解除桥面连续；4、安装临时吊带；、安装临时吊带；5、对旧吊杆卸载；、对旧吊杆卸载；6、调整桥面标高；、调整桥面标高；7、拆除旧吊杆；、拆除旧吊杆；8、安装新导管；、安装新导管；9、安装新吊杆；、安装新吊杆；10、新吊杆承载；、新吊杆承载；11、新吊杆防腐处理；、新吊杆防腐处理；12、安装锚头防护罩；、安装锚头防护罩；13、安装防护钢管、安装防护钢管 14、恢复相应桥面连续。、恢复相应桥面连续。四、吊杆更换设计实例设设计计要要点点 加焊加焊K撑撑 单位：位：mm四、吊杆更换设计实例设设计计要要点点 临时钢纵梁示意临时钢纵梁示意 四、吊杆更换设计实例设设计计要要点点 吊杆临时吊带示意吊杆临时吊带示意 四、吊杆更换设计实例设设计计要要点点 吊带安装构造示意吊带安装构造示意 四、吊杆更换设计实例加加固固后后结结构构稳稳定定性性分分析析 加固后结构稳定性分析加固后结构稳定性分析工况工况（特征值法）安全系数（特征值法）安全系数K值值失稳模型失稳模型恒载（自重）恒载（自重）10.490面外面外S型失稳型失稳恒载活载恒载活载9.302面外面外S型失稳型失稳恒载活载恒载活载横向风载横向风载9.239面外面外S型失稳型失稳 吊杆更换后的蜀河汉江大桥吊杆更换后的蜀河汉江大桥四、吊杆更换设计实例 中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工 吊杆更换施工实例吊杆更换施工实例吊杆更换施工实例吊杆更换施工实例五、五、五、五、五、吊杆更换施工实例实实桥桥简简介介 潘家河大桥为潘家河大桥为150m中承式钢管混凝土拱桥，采用缆索吊装施中承式钢管混凝土拱桥，采用缆索吊装施工方法，桥面系为简支纵横梁体系，吊杆为高强钢丝，工方法，桥面系为简支纵横梁体系，吊杆为高强钢丝，该桥于该桥于2004年建成通车。年建成通车。桥梁宽度：桥梁宽度：13米；米；设计荷载：汽车设计荷载：汽车-20级，挂车级，挂车-100。五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆病病害害 吊杆内大量积水，部分吊杆出现白斑、锚头零星锈蚀。吊杆内大量积水，部分吊杆出现白斑、锚头零星锈蚀。五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆长长度度量量测测吊杆长度及标高测量为吊杆的更换做好准备，思路简便，操作容易。吊杆长度及标高测量为吊杆的更换做好准备，思路简便，操作容易。五、吊杆更换施工实例施施工工现现场场 搭设支架搭设支架五、吊杆更换施工实例施施工工监监控控uu设置拱肋观测点设置拱肋观测点设置拱肋观测点设置拱肋观测点 拱肋下挠值、侧向偏移值观测拱肋下挠值、侧向偏移值观测五、吊杆更换施工实例施施工工监监控控uu桥面标高观测桥面标高观测桥面标高观测桥面标高观测水准仪监控桥面高程变化水准仪监控桥面高程变化五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换uu托梁、坡架的制作托梁、坡架的制作托梁、坡架的制作托梁、坡架的制作五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换uu托梁、坡架的安装托梁、坡架的安装托梁、坡架的安装托梁、坡架的安装五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换uu施工步骤施工步骤施工步骤施工步骤1、初次提升阶段：拱背放样、初次提升阶段：拱背放样焊坡架焊坡架安装上吊点钢梁安装上吊点钢梁放放样桥面孔样桥面孔安装下吊点钢梁安装下吊点钢梁穿入精轧螺纹钢筋穿入精轧螺纹钢筋支撑框架、支撑框架、千斤顶、油泵就位千斤顶、油泵就位架设水准仪架设水准仪初次提升临时吊杆。初次提升临时吊杆。2、割除旧索阶段：提升至旧索变形、割除旧索阶段：提升至旧索变形记录初次提升值记录初次提升值检查各检查各个连接点及受力点个连接点及受力点开始割除旧索开始割除旧索割除拱肋上、下弦间导管割除拱肋上、下弦间导管取孔取孔导管接长。导管接长。3、新吊杆更换阶段：新吊杆就位、新吊杆更换阶段：新吊杆就位导链、临时提升架就位导链、临时提升架就位安安装张拉杆装张拉杆提升新索提升新索安装不锈钢套管安装不锈钢套管安装减振块、挡块安装减振块、挡块及锚垫板及锚垫板上紧上锚头螺母上紧上锚头螺母戴上下锚头螺母戴上下锚头螺母考虑吊杆延考虑吊杆延伸值及伸长量伸值及伸长量二次提升临时吊杆至设计标高二次提升临时吊杆至设计标高上紧下锚头螺上紧下锚头螺母母。五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换1、提升旧吊杆、提升旧吊杆2、割除旧吊杆、割除旧吊杆3、安装新吊杆、安装新吊杆五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换 施工工序：施工工序：放样放样固定坡架固定坡架安装上吊点钢梁安装上吊点钢梁放样放样桥面孔位桥面孔位就位下吊点钢梁就位下吊点钢梁穿入精轧螺纹钢筋穿入精轧螺纹钢筋紧固螺紧固螺母母安装千斤顶及就位油泵。安装千斤顶及就位油泵。uu安装临时兜吊系统安装临时兜吊系统安装临时兜吊系统安装临时兜吊系统五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换 施工工序：施工工序：放样放样固定坡架固定坡架安装上吊点钢梁安装上吊点钢梁放样放样桥面孔位桥面孔位就位下吊点钢梁就位下吊点钢梁穿入精轧螺纹钢筋穿入精轧螺纹钢筋紧固螺紧固螺母母安装千斤顶及就位油泵。安装千斤顶及就位油泵。uu安装临时兜吊系统安装临时兜吊系统安装临时兜吊系统安装临时兜吊系统五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换提升方案：同一横梁两吊点八台千斤顶用一台油泵控制进行顶升。提升方案：同一横梁两吊点八台千斤顶用一台油泵控制进行顶升。1、穿心式千斤顶行程较大，可一次性顶升到位。、穿心式千斤顶行程较大，可一次性顶升到位。2、不用支垫，可直接上紧锚固螺母。、不用支垫，可直接上紧锚固螺母。uu提升横梁提升横梁提升横梁提升横梁五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换注意事项：施工人员进场必须戴安全帽，系安全带，穿安全服；注意事项：施工人员进场必须戴安全帽，系安全带，穿安全服；焊、割时不可接近精轧螺纹钢筋，火星不可溅到精轧螺纹表面，焊、割时不可接近精轧螺纹钢筋，火星不可溅到精轧螺纹表面，精轧螺纹应提前进行防护（包裹或加防护管）。精轧螺纹应提前进行防护（包裹或加防护管）。uu旧吊杆拆除旧吊杆拆除旧吊杆拆除旧吊杆拆除五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换 用反力架拆除下锚头用反力架拆除下锚头uu旧吊杆拆除旧吊杆拆除旧吊杆拆除旧吊杆拆除五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换 在新吊杆上锚头连接好张拉杆后，用倒链或卷扬机将其提到位。在新吊杆上锚头连接好张拉杆后，用倒链或卷扬机将其提到位。uu安装新吊杆安装新吊杆安装新吊杆安装新吊杆五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换 新吊杆安装就位后，用防腐油脂对上、下锚头进行防腐处理。新吊杆安装就位后，用防腐油脂对上、下锚头进行防腐处理。uu新吊杆锚头防护新吊杆锚头防护新吊杆锚头防护新吊杆锚头防护五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆更更换换 安装减震装置及防护钢管后的新吊杆。安装减震装置及防护钢管后的新吊杆。uu新吊杆安装，卸载临时吊杆系统新吊杆安装，卸载临时吊杆系统新吊杆安装，卸载临时吊杆系统新吊杆安装，卸载临时吊杆系统五、吊杆更换施工实例 吊杆更换后的潘家河大桥吊杆更换后的潘家河大桥五、吊杆更换施工实例实实桥桥简简介介 琼州大桥琼州大桥主桥结构形式为五跨下承式钢管混凝土系杆拱，跨径布主桥结构形式为五跨下承式钢管混凝土系杆拱，跨径布置为置为88m+98m+108m+98m+88m，各跨为互相独立的无推力外部静定，各跨为互相独立的无推力外部静定体系。拱肋均为钢管混凝土哑铃型断面，系杆纵梁为预应力钢筋混凝土体系。拱肋均为钢管混凝土哑铃型断面，系杆纵梁为预应力钢筋混凝土箱梁，端横梁、系梁与拱脚结合部（拱脚节点）为整体现浇实体箱梁，端横梁、系梁与拱脚结合部（拱脚节点）为整体现浇实体；吊杆吊杆横梁与两侧挂接的横梁与两侧挂接的T梁固结梁固结，吊杆为，吊杆为PE防护的镀锌半平行高强钢丝索，防护的镀锌半平行高强钢丝索，两端设冷铸墩头锚两端设冷铸墩头锚，该桥于该桥于2003年建成通车。年建成通车。桥宽：桥宽：23米；设计荷载：汽车米；设计荷载：汽车-超超20级，挂车级，挂车-120，人群荷载人群荷载3.5KN/m2五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆病病害害吊杆白色吊杆白色PE外套老化现象明显，且产生大量环向裂纹，个别吊杆外套老化现象明显，且产生大量环向裂纹，个别吊杆还出现内层黑色还出现内层黑色PE开裂，导致内层高强聚酯带外露开裂，导致内层高强聚酯带外露。五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆病病害害防水盖槽口泄水孔经常堵塞，槽内积水，防水盖锈蚀防水盖槽口泄水孔经常堵塞，槽内积水，防水盖锈蚀；下锚头（张下锚头（张拉端）纵梁底部槽口所覆盖方形不锈钢板固定螺栓严重锈蚀拉端）纵梁底部槽口所覆盖方形不锈钢板固定螺栓严重锈蚀。五、吊杆更换施工实例吊吊杆杆病病害害不锈钢盖板脱落遗失，槽口内部聚氨酯泡沫填充不密实，空洞较多不锈钢盖板脱落遗失，槽口内部聚氨酯泡沫填充不密实，空洞较多，锚垫板锈蚀。锚垫板锈蚀。五、吊杆更换施工实例桥桥面面标标高高量量测测桥面标高测量桥面标高测量五、吊杆更换施工实例搭搭设设临临时时吊吊带带搭设临时吊带及反力架搭设临时吊带及反力架五、吊杆更换施工实例施施工工监监控控对临时吊带的拉力对临时吊带的拉力位移进行监测位移进行监测五、吊杆更换施工实例旧旧吊吊杆杆切切除除在临时吊带的支撑下切除旧吊杆在临时吊带的支撑下切除旧吊杆五、吊杆更换施工实例新新吊吊杆杆安安装装新吊杆安装更换新吊杆安装更换五、吊杆更换施工实例 吊杆更换后的海南琼州大桥吊杆更换后的海南琼州大桥