1 工程概况
三达地怒江大桥位于昆畹公路大官市至龙山卡段, 跨越怒江, 主桥结构形式为独塔双索面混凝土斜拉索桥, 主桥跨度为2×145m, 保山岸引桥结构形式为3×30 m简支T梁, 龙陵岸引桥结构形式为1孔30 m简支T梁, 全桥总长4 16.4 4m。设计荷载为汽—20、挂100——桥面宽度为:主桥7+2×1.0m人行道, 引桥7+2×1.0m人行道 (如图1) 。
主桥为墩塔固结、桥面系为漂浮体系;主塔为C40钢筋混凝土门式塔架, 塔柱为实心梯形截面, 塔高87.00m;斜拉索布置为保山岸每排4根 (上下游各2根) 龙陵岸每排2根 (上下游各1根) , 斜拉索锚具为LM5冷铸锚, 保护色为黑色PE单护层;主桥箱梁结构形式为单箱室, 箱梁两侧1.8 m为实心部分, 斜拉索就挂在这部分混凝土上。
该桥于1991年1月8日开工建设, 1994年11月9日竣工验收。由于该桥地处滇西要道, 交通量较大。为保证该桥安全运营, 及时发现潜在病害, 云南省交通厅聘请东南大学土木工程研究所对该桥的使用性能进行详细检查, 并对锚具、PE保护层与锚具交接处钢丝腐蚀程度进行了检查。经过检查发现, 套筒内密封环和连接筒76%锈蚀, 在检查的54个上锚具中, 12个严重锈蚀 (锚具内锈垢堆积) , 占22.64%;在检查的114个下锚具中, 严重锈蚀的有33个, 占29.20%, 另有部分锚具处钢丝镦头严重位移及多处断裂;根据检查结果, 经有关专家论证确认:保山三达地怒江大桥属危桥, 须进行换索修复。
2 斜拉索新索设计及索力调整原则
新拉索平行钢丝采用φ7镀锌钢丝, 拉索采用黑色PE+橘红色PE双层防护;锚具为LM7冷铸锚;因为在雨季天施工, 所以在锚具锚垫板贴梁体一面上做四个凹槽泻水, 可以防止施工期间雨水存留在索管内, 浸蚀锚头和钢丝。所有拉索在下锚具索管内增加减震器, 拉索梁端索管内填充聚氨脂发泡材料。
该桥新索索力调整按照以下原则进行:换索前后恒载索力偏差控制在3%左右, 同时控制主梁恒、活载作用下结构内力符合设计要求。
3 换索施工
3.1 卸、挂索顺序
按功能互等原理, 张拉长索对短索影响较大, 因此卸、挂索从长索开始, 最后挂设根部的短索。按设计要求:两岸18号-15号拉索卸、挂采用上、下游单边更换, 即先拆除上游侧3根旧索 (保山岸2根, 龙陵岸1根) , 安装上游侧3根新索并张拉到90%设计张拉力。
3.2 卸索施工
卸索利用设在主塔上的YC300千斤顶的放张, 每次旋拧索头螺母1cm～5cm;松开拉索后利用预先挂设的垂直、水平运输卷扬机将索平放在桥面上, 然后拿开梁体锚固端螺母, 在梁体索管附近将旧索切断, 用卷扬机将旧索从索管中抽出, 完成旧索的卸索工作。
3.3 新索挂设
3.3.1 索的展开及挂设
新斜拉索由上海浦江缆索厂制造绕成盘运输至工地现场的, 在挂索前应先将成盘索展开, 即放索, 放索采用立式索盘。在放索过程中, 斜拉索须放置在每隔3m设置一个的滚轮上, 以防刮伤新索PE防护层。索挂设的牵引装置与卸索时相同。挂索时先挂上锚具, 然后挂设下锚具。
3.3.2 索的张拉
张拉采用6台YC300千斤顶, 其中保山岸4台, 龙陵岸2台, 对两岸拉索同时进行对称张拉, 保山岸同塔的两根索张拉千斤顶用同一台油泵供油, 张拉按各索设计索力的10%分级进行, 以确保主塔受力均衡。
在索张拉过程中, 应及时旋紧锚具大螺母, 张拉至设计索力后, 用索力仪检测索力并与千斤顶油表读数校核, 同时用伸长量复核索力。
3.4 换索过程中的检测
3.4.1 桥面标高监测
为保证施工安全, 在换索过程中对更换索索位处附近梁体标高进行换索前、卸下旧索、换上新索、索力调整四个阶段的监测。标高监测以索位相对标高为控制值。桥面标高监测采用精密水准仪和连同管液位仪测液位标高的方法结合进行, 为避免日照等对主梁变化的影响, 每次观测均在每天清晨进行。
3.4.2 索力监测
索力监测采用SV981型超低频加速度传感器及SV-99型采集仪进行, 在桥上进行索力测试之前, 索力测试系统在制索厂缆索试拉台座上预先经过标定。
按照设计要求, 每更换一对拉索, 必须跟踪测试拉索前后3～5组拉索索力, 并与理论计算值进行对比。
3.4.3 塔顶位移观测
为保证换索过程中主塔受力均衡, 不致产生过大的偏移, 在换索过程中也对主塔偏位进行观测, 现场采用DJD5-2经纬仪在换索前、换索过程中、全部拉索更换完毕后对主塔位移进行观测。
3.4.4 主梁应力监测
为监测换索过程中主梁、主塔、混凝土应变, 在主梁最大负弯矩处 (0号块) 、主梁最大挠度处 (11号块) 、主梁最大正弯矩 (16号块) 、主塔靠近桥面处附近布置观测点, 利用表面振弦式传感器在换索过程中监测控制截面的混凝土应力。
3.4.5 全桥索力调整
全桥换索完毕后, 为使拉索索力符合设计要求, 需要对拉索索力进行调整。拉索索力调整仍然采用千斤顶与索力仪进行。在索力调整时, 如果要求降低拉索索力, 特别应注意在千斤顶张拉前, 先将千斤顶活塞伸出一定长度, 否则将引起张拉完后千斤顶卸顶困难。在索力调整完毕后, 可以重新投入使用。
4 成本概算比对
该桥梁主桥结构形式为独塔双索面混凝土斜拉索桥, 主桥跨度为2×145m, 保山岸引桥结构形式为3×30m简支T梁, 龙陵岸引桥结构形式为1孔30m简支T梁, 全桥总长416.44m。桥面宽9m。将该桥按重建和维修加固两种情况进行比较分析, 概况见表1。
通过比较看出:对一座桥梁维修加固不仅可以延长桥梁的使用寿命, 还能大大节约成本, 缩短工期;加固后的桥梁从外观和使用方面都达到与新建一座桥梁同样的效果。
5 建议
云南保山三达地怒江大桥斜拉索镦头断裂严重的原因是由于部分车辆超载严重, 破坏性、侵略性使用桥梁的后果, 因此加强道桥的使用管理, 加强超载车辆的查处, 禁止超载车辆上桥行驶通过, 是保证换索后可以长时间使用该桥的关键所在。
旧桥的PE防护层属人为原因, 用砍刀或锄头等工具破坏所致。因此, 必须加强PE防护层的保护, 防止人为破坏, 才能从根本上防止雨水进入防护套内, 侵蚀钢丝;定期检查和维护锚头位端套筒的防水设施 (防水筒) , 防止雨水积聚筒内, 腐蚀锚具;可以有效的延长拉索的使用寿命, 从而保证大桥的使用性能不受影响, 大桥的使用寿命得以保证。
对增加的减震器进行经常的保养和维修, 减少因为江面风力吹动拉索而引起桥梁的共振次数, 也可以有效的延长拉索使用期限, 保证桥梁的正常使用性能。
摘要：介绍云南保山三达地怒江大桥斜拉索换索施工技术, 可为类似工程的施工管理提供有益的借鉴。
关键词：公路,斜拉桥,冷铸锚,换索,施工