大跨径斜拉桥换索工程实践

２０１０年ｌ２月第１２期　城市道桥与防洪　管理施工　１０９　大跨径斜拉桥换索工程实践　袁兰兰　（舟山市大陆连岛工程指挥部，浙江舟山３１６０００）　摘　要：该文以一座７跨连续半漂浮体系混合式斜拉桥为实例，其主跨５８０　ＩＴＩ，为扁平流线型钢箱梁，全桥共有斜拉索１６８　根，斜拉索采用梁上销铰锚固，塔上单端张拉方式。在运营检查中发现斜拉索ＰＥ破损，为保证大桥的安全使用性能，必须对　该索进行更换。该文对该桥换索的施工及监测等过程进行了阐述。　关键词：斜拉桥；单根换索；施工；监控；材料　中图分类号：Ｕ４４３．３８　文献标识码：Ｂ文章编号：１００９—７７１６（２０１０）１２—０１０９—０３　表１　换索前的高程与恒载索力实测值　１　工程概况　该桥为一座７跨连续半漂浮体系混合式斜拉　桥，主跨５８０　ｍ，主梁采用扁平流线型钢箱梁，全　桥共有斜拉索１６８根，斜拉索采用梁上销铰锚固，　塔上单端张拉方式，桥跨布置见图１。由于外界因　素产生的意外事故，导致Ｊ２斜拉索外包ＰＥ护套　破损，雨水流人索体致使钢筋锈蚀（见图２），从而　严重影响斜拉索的使用性能，为确保大桥安全运　营，及时更换该索是必要的。　２换索前的监测　桥梁结构的内力状态主要由索力以及主梁重　注：篇幅所限，仅示出南边跨和南中跨数据。　量分布决定，主梁标高的测量反映了主梁的线型，　索生产厂家依据设计单位提供的数据对斜拉索及　同时也可为斜拉索索长设计提供依据，因此，工程　其结构组件进行了生产，材料采用和原索同样材　开始前先对上述项目进行了检测。　质的进口盘条，斜拉索钢丝采用中７镀锌钢丝，重　２．１检测方法　量１　８３５　ｋｇ，采用双层护套，内层为黑色高密度聚　（１）检测仪器　乙烯护套，外层为白色高密度聚乙烯护套，具体技　本次检测工作采用ＤＨ５９６０无线索力测试仪测试　斜拉索频率，采用ＬＥＩＣＡＤＮＡ０３电子水准仪测量主梁　术参数见表２。　高程，采用水银温度计测量工程现场环境和结构的温度。　表２　２样斜拉索新索技术参数　（２）测点布置　在Ａ塔边跨和中跨各对称布置５组测点，对　索力和标高进行测试，如图３所示。编号原则为横　桥向分为南北两侧，分别用Ｓ和Ｎ表示，纵桥向　分中跨和边跨，分别用Ｃ和Ｓ表示，例如需更换　的Ｊ２索就表示为ＳＣ２。　张拉载荷　张拉端位　锚固端位　拉索总长　拉索实测　２．２测试结果　／ｋＮ　移量／ｍｍ　移量／ｍｍ　／ｍｍ　总长／ａｒｍ　测试结果见表１。　３　０６０　２．０３　１．９６　７１　５８２　７】５９３　３新索制造　４换索施工　在施工单位进行换索准备工作的同时，斜拉　收稿日期：２０１０—０８—１０　换索施工的具体流程如下：　作者简介：袁兰兰（１９８２一），女，浙江舟山人，助理工程师，主　施工准备一索力及桥面标高测量一减振器装　要从事公路与桥梁工程的养护管理、招投标、合同管理、工　置拆除一拆除原斜拉索一安装新斜拉索一根据　程结算审核、计划进度控制等工作。　指令张拉调索一索力标高检测，符合要求后减振　１１０　管理施工　城市道桥与防洪　２０１０年１２月第１２期　图１桥跨布置图（单位：ｍ）　撑脚、张拉杆、油泵车等张拉机具利用下横梁处卷　扬机提升到塔内Ｊ２索位置，安装完成，为拆索做　好准备。　４．１．３塔外布置　首先从上横梁向Ｊ２索、Ｊ３索塔外索套管位置　搭设钢管脚手架，搭设时脚手架与上横梁的固定　利用原有施工预留孔拉结固定的方法。待脚手架　搭设完毕后，在３享≠斜拉索上设置哈夫导向点，在　Ｊ３索上设置哈夫吊点。哈夫导向点与索体接触面　放棉麻布保护ＰＥ层。　图２斜拉索损伤示意　４．２减震器拆除　经现场勘查，换索时需要将桥面内置及外置　减振器拆除（见图４）。桥面减振器拆除及恢复由　原减振器厂家派专业技术人员现场指导进行。　圈３测点布置图　器装置恢复一设备拆除及桥面清理一恢复通车　运行。　４．１施工准备　４．１．１桥面及下横梁布置　在桥面及下横梁处各设置１台３　ｔ卷扬机，施　工时设置在下横梁处的卷扬机钢丝绳通过人孑Ｌ从　图４减震器拆除　塔柱内穿行，导向点利用塔内原有导向位置，此卷　扬机为主动力。桥面卷扬机从塔外穿行，在Ｊ３索　主塔索套管内置减振器也需要拆除。拆除时　上设置哈夫做为导向点，此卷扬机钢丝绳通过滑　利用Ｊ３索上哈夫吊点使用１０　ｔ的葫芦将Ｊ２索位　车作为保险用动力。另外在桥面布置１辆１６　ｔ汽　置微调，然后将减振橡胶块及塑料泡沫取出。　车吊配合换索施工。　４．３原斜拉索拆除　４．１．２塔内布置　桥面索力、标高测量完毕，减振器拆除完成，　塔内施工操作面利用塔内永久爬梯。千斤顶、　所有准备工作结束以后，开始进行拆索施工。　２０１０年１２月第１２期　城市道桥与防洪　管理施工　１１１　首先利用千斤顶将斜拉索拉到锚固螺母刚能　从换索过程监测的结果看，Ｊ２索拆除后，对应　位置下挠了６　ｍｍ，理论上换索完成后应基本回　位。　４．５新斜拉索的安装　拧动（此时通过油压表记录索力吨位与测试索力　相比较），然后拧松锚固螺母，通过千斤顶回油将　斜拉索原张拉索力完全释放（见图５）。此时将斜　拉索再次锚固，拆除千斤顶，将塔内卷扬机钢丝绳　与斜拉索锚头连接，准备向下放索。同时塔外卷扬　采用“先塔端安装，然后进行桥面梁端锚头安　装、锚固，最后再塔上张拉”的施工方法。　机钢丝绳通过设置在３＃痹　的哈夫导向点与２＃　索哈夫吊点连接，作为保险使用。　图５斜拉索索力释放示意图　安排专人对放索进行指挥，发出指令后塔内、　塔外卷扬机同时启动，开始放索。斜拉索放到桥面　以后，拆除卷扬机钢丝绳，然后利用桥面汽车吊将　斜拉索锚固端从销铰件中拆除，完成拆索。　４．４拆索后的桥面标高及其它索索力测试　在Ｊ２斜拉索被拆除后，依照换索前的监测方　法对桥面标高和其余１９根斜拉索的索力进行了　测试，结果见表３。　表３斜拉索拆除后的高程与恒载索力实测值　斜拉索出厂时放置在索盘上，张拉端在外，然　后直接从斜拉索制作加工厂使用汽车运输到桥面　换索位置。汽车吊将斜拉索及索盘吊到桥面放置。　首先将塔内卷扬机与新索张拉端连接，同时　在新索上安装哈夫吊点，并与塔外卷扬机连接作　为保险，准备提升。由专人指挥，塔内塔外卷扬机　同时启动，将新索吊起，直至斜拉索锚固端拉出锚　固齿块面后将斜拉索锚固。　塔内锚固完成后，斜拉索桥面锚固端使用汽　车吊配合神仙葫芦完成安装。斜拉索安装完成。　４．６张拉调索　塔内锚固完成后，拆除卷扬机与锚头的连接，　安装千斤顶、张拉杆等装置，根据监控指令对新索　进行张拉调整，同时测量桥面标高。标高及索力测　试见表４　表４新索张拉后的桥面标高与斜拉索索力实测值　通过换索前、拆索后和换索后的现场对桥面　高程和斜拉索索力的测试结果来看，Ｊ２索拆除　后，该索对应位置下挠６　ｍｍ，换索后高程基本回　位，换索前后相差（抬高）１．６　ｍｍ。换索前Ｊ２索力　实测值１　４５７　ｋＮ，换索后Ｊ２索力实测值１　３７６　ｋＮ，　换索前后索力相差（减小）８１　ｋＮ，约６％，考虑到　高程已抬高１．６　ｍｍ，而且测试时拉索处于无阻尼　器状态，会存在一定的误差，因此，测量结果满足　要求。　索力测试完成后，由原减振器生产厂家的专　业技术人员与现场进行指导完成了减振器的恢复　工作，并对大桥桥面及桥塔进行了清理及修整，至　１１２　管理施工　城市道桥与防洪　２０１０年ｌ２月第１２期　东海大桥运营期养护管理研究与实践　吴　涛　，　（上海东海大桥管理有限公司，上海市２０１３０８）　摘　要：该文以东海大桥为例，从东海大桥运营养护管理模式出发，从常规养护和专项养护两个方面论述了东海大桥运营养　护的管理方法，阐述了预养护的概念及其发展应用；最后通过对健康监测系统的分析，论述了预养护管理模式在东海大桥的　具体实践和创新研究。　关键词：预防性养护；健康监测；跨海大桥；养护　中图分类号：Ｕ４４５．７　文献标识码：Ｂ文章编号：１００９—７７１６（２０１０）１２—０Ｉｌ２—０２　１　东海大桥项目养护管理的特点　东海大桥是上海国际航运中心洋山深水港区　浇、悬浇等施工方式。　（３）重载交通频繁：东海大桥主要是考虑集卡　荷载，交通量逐年增长，２００８年１月１日至２００８　年１２月３１日的交通运行情况为：累计通车双向　的重要配套工程，为洋山深水港区集装箱陆路集　疏运和供水、供电、通讯等需求提供服务。　东海大桥总长约为３２．５　ｋｍ，按双向６车道加　紧急停车带的高速公路标准设计，桥宽３１．５　ｍ，　设计车速８０　ｋｍ／ｈ，设计荷载汽车一超２０级，挂车　１２０并按集装箱重车密排进行校验。全桥设　５　０００　ｔ级主通航桥１处（ｋ１８＋６３４），通航净高４０　ｍ，　净宽４００　Ｉｎ，桥墩按万吨级防撞能力设计；设１　０００　ｔ　级辅通航孔１处（ｋ１２＋１４９），通航净高２５　ｍ，净宽　１４０　ｍ；设５００　ｔ级辅通航孔两处（ｋ６＋２７９，ｋ２４＋８２９），　通航净高１７．５　ｍ，净宽分别为１２０　ｍ和１６０　ｍ。东　海大桥的设计基准期为１００　ａ。　东海大桥运营期面临的主要问题：　（１）自然环境恶劣：地处外海环境，氯离子浓　一流量３　９０２　７８７辆，其中集卡流量３　０４３　６６０辆，　占总流量７８％；平均月双向通车流量为３２５　２３２　辆，最高月双向通车流量达３６６　３２７辆（２００８年７　月）；预计至２０２０年，洋山深水港区陆路集装箱集　疏运量为７５０万ＴＥＵ。　（４）养护经验匮乏：在国内首次对这样的大型工　程进行运营期养护管理工作，缺少先例可依可循。　２东海大桥运营期养护管理模式　针对上述特点，东海大桥投入运营后成立了　管理公司，管理公司实行总经理负责制。实施总经　理、管理部门、养护单位的三级管理模式。大桥运　行管理由监控中心统一指挥调度。　成立管理公司后根据大桥的特点，采用了市　度为ｌ‰～３．２‰，结构防腐要求高；２００６年至　２００８年应急值班共接收“大雾、大风、暴雨”等恶　劣天气预警１３２次。　（２）结构形式复杂：全桥设一处主通航桥，主　跨４２０　ｍ半漂浮体系斜拉桥；三处辅通航桥，均为　场化的养护模式，其运作方法是：管理公司不设日　常养护队伍，仅配备极少数专用养护机械设备，以　及少量的专业技术人员，负责技术行政上的管理　４跨连续梁桥；最大跨径达１６０　ｍ；海上非通航孔　采用６０　１ＴＩ和７０　ｍ多跨一联混凝土连续梁；浅滩　工作，将东海大桥全线的日常养护维修、运营、健　康监测等项目作为标的，公开向社会招标，以经济　合同的方式委托给符合资质要求的专业单位进行　养护，管理公司对养护单位统筹管理，实行管养分　开，分级管理，从而管理公司以最少的投入，获得　及跨大堤段５０　ｍ多跨一联混凝土连续梁；港桥连　接段颗珠山桥采用主跨３３２　ｍ斜拉桥，陆上段３０　ｍ　多跨一联混凝土连续梁；有工厂预制架设、现场现　收稿日期：２０１０—０８—１０　最大的经济效益。具体管理架构见图１。　为了科学地制定好养护经费，考虑到现行养　护定额不适应东海大桥的情况，经充分酝酿制定　作者简介：吴涛（１９６７一），女，上海人，工程师，从事工程技术　管理工作。　了下述原则：运营期第一年，采取实际成本核算　练，并采用了先进的现场监控技术，使得本次换索　工程进展顺利。监控数据表明，换索前后索力、标　此，整个换索工程完全结束。　５　结语　从整个换索过程来看，由于施工单位技术熟　高都能满足设计要求。