众兴大桥——无穿索空间系杆拱桥“刚转柔”吊杆更换工程

无穿索空间系杆拱桥“刚转柔”吊杆更换工程

  

  一、工程概况

  众兴大桥位于G343宿迁市泗阳县内，主桥为净跨径70m下承式钢管混凝土拱桥。主桥拱肋为单圆管截面，弦管外径为1.1m；每片拱肋设吊杆13根，吊杆采用8Φ15.24低松弛钢绞线，外套12mm钢管。

  受限于早期技术条件，该桥吊杆作为预应力构件设计，全桥吊杆力均采用相同的锚下应力进行控制，未考虑桥梁整体的受力状态。因此，在运营超过20年后，全桥吊杆均出现不同程度的夹片错牙、钢绞线回缩现象，同时还伴有大面积锈蚀，技术状况较差，因此开展全桥吊杆更换工程。

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  二、主要做法

  针对桥梁改造后运营要求，以受力合理、经济适用、环保耐久为原则，对危桥结构进行改造设计。对全桥52根吊杆进行拆除，重新更换“GJ钢绞线整束挤压吊杆”，新吊杆采用锚固可靠、防腐性能优越的成品索，拱肋侧采用索体自带张拉锚头，系梁侧现场制作插销耳板锚固体系。其中，1#、13#吊杆长度过短无法张拉，采用刚性拉杆，其余2#~12#吊杆采用成品索。

  三、工作成效

  通过将全桥吊杆更换，从根本上解决了全桥吊杆锈蚀、夹片错牙、钢绞线回缩等病害。同时，通过将刚性吊杆体系转变为柔性吊杆体系，改善了桥面系受力状态，具有较好的应用空间和经济性。

  四、主要亮点和推广经验

（一）精细化设计创新点1—受限空间设计

  通过对桥梁现场状况的分析，提出使用“系梁耳板+钢绞线整束挤压吊杆”的更换方案，不但减少了对原结构的损伤，也缩短施工工期，减少断交时间，提高了经济性。

  受限于原桥吊杆预埋管尺寸过小，本桥采用强度更高，锚头更小的GJ钢绞线整束挤压吊杆。同时，由于锚头空间仅有12cm，本桥创新性地采用了新增耳板分离式连接方式，系杆穿精轧螺纹钢锚固，避免对原桥拱肋和系梁内钢绞线造成损伤。

（二）精细化设计创新点2—“刚转柔”吊杆设计

  通过对既有桥梁的吊杆体系进行建模分析，提出将拱桥原刚性吊杆体系转换为柔性吊杆体系，并配合先进的成品钢束体系，柔性体系虽然微小降低结构整体刚度却更加适应当前桥梁的变形要求。同时，优化“刚转柔”后全桥吊杆索力目标值，进一步改善结构受力状态。

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图1施工现场图

（三）精细化设计创新点3—全寿命周期监测

  本项目通过全寿命周期监测系统，实现旧桥吊杆索力从吊杆更换施工到服役期全寿命周期的智能监测，能够实时掌握各个阶段吊杆索力的变化情况。

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图2大桥健康监测界面图

  全寿命周期监测系统的应用，不仅能够对吊杆在施工期间的张拉水平进行合理把控，而且能为桥梁管养决策提供更为科学的参考数据，提升养护资金使用效率和养护水平。

——转载自交通运输部公路局