中下承式拱桥吊杆的更换与施工讲义课件

中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工

内容提要

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34吊杆更换设计实例5吊杆更换施工实例内容提要公路桥梁加固设计规范－吊杆更换12中下承式

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的必要性一、中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工中下承式拱桥旧吊一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例四川攀枝花市倮果金沙江大桥建于1993年，其结构形式为160m中承式钢筋混凝土肋拱桥。2003年曾对所有的吊杆全部更换过，2012年12月10下午6时15分，一根吊杆突然脱落，横梁掉入江中，桥面有一处明显坍塌，宽度2米多，呈“V”字形。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四川攀枝花市倮果金沙江大一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例吊杆及横梁脱落一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事吊杆及横梁脱落一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例福建武夷山公馆大桥建于1999年，其结构形式为（80+100+80）m中承式钢筋混凝土肋拱桥。2011年7月14日早上8时50分许，福建武夷山公馆大桥北端边跨整体轰然垮塌，一辆正在桥上行驶的旅游大巴车坠入桥下，造成1名驾驶员当场死亡，其余22人受伤。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事福建武夷山公馆大桥建于1一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例新疆库尔勒孔雀河大桥建于1998年，其结构形式为150m中承式钢管混凝土拱桥。2011年4月12日5时30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Ｔ梁掉入河中，致使大桥长约10米、宽约12米的路面发生垮塌，确认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新疆库尔勒孔雀河大桥建于一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例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故实例宜宾小南门金沙江大桥建于1990年，其结构形式为240m中承式混凝土双肋拱桥。2001年11月7日晨4时30分有4对8根吊杆突然发生断裂，4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。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事宜宾小南门金沙江大桥建于一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例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事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力特点中下承式拱桥受力特点分析1、结构整体性较差，结构各部相对独立，荷载通过桥面系、吊杆横梁、吊杆、拱肋受力，传力环节多，结构的安全性不容易保证。2、中承式拱桥的桥面系在主跨内多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。3、桥面系多为纵向漂浮体系，在温度荷载、车辆制动力等作用下，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，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，短吊杆的复杂受力使得其破坏的风险更大。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受力状态，且常为高应力，反复荷载作用。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受力特点中下承式拱桥受力特一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性破坏形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。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。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。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破断口附近的钢绞线或钢丝严一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性原因分析1、预应力钢材对锈蚀极为敏感。据国际预应力混凝土协会（FIP）统计，预应力钢材破坏中腐蚀疲劳约占10％，应力腐蚀占到75％，而其中超过5年的仅占50％。吊杆破坏原因分析2、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大气环境的桥梁，加速了钢绞线或钢丝的腐蚀速度。

3、无防腐涂层的钢绞线或钢丝。

设计时吊杆钢丝或钢绞线未采用镀锌等防腐技术，在一定程度上加剧了钢丝或钢绞线的腐蚀速度。4、吊杆防腐构造细节处理不当。

部分钢管护套内采用注入水泥浆的防腐方案，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，导致整个吊杆的防腐失效。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性原1、预应力钢材对锈蚀极为一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性原因分析5、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。吊杆断裂原因分析6、吊杆及桥面系构造存在缺陷。

部分吊杆的下端腐蚀部位无法通过常规检查方式检查其腐蚀情况，实际上吊杆处于不可知状态。而且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，只要有某一吊杆断裂就会引起部分桥面系塌落。7、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。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性原5、短吊杆受力状况复杂。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性反思与建议2、吊杆设计应为可更换式吊杆。

中下承式拱桥吊杆的安全性及耐久性3、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PE、外套钢管防护，锚头采用防腐油脂防护，以有效阻止水与大气的侵蚀。

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混凝土桥面结构。

5、应设置必要的检修装置及检修通道。

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。

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，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。

一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性反2、吊杆设计应为可更换式

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－吊杆更换二、中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工公路桥梁加固设计二、公路桥梁加固设计规范规范条文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不应小于2.5。吊杆更换规定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、稳定性，中、下承式拱桥吊杆、系杆强度等。…更换后吊杆的抗拉安全系数不应小于2.5。…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L/500，其中，L为主拱计算跨径。11.4.4…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。二、公路桥梁加固设计规范规11.3.8…中下承式钢筋混凝土二、公路桥梁加固设计规范规范条文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行更换。吊杆更换规定12.1.3

…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。12.3.2

…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2.0；钢丝绳吊索：不小于3.0；刚性吊杆：不小于3.0。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采取可靠的防、排水措施。二、公路桥梁加固设计规范规12.1.1…吊索（杆）以及斜拉

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－吊杆更换三、中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工公路桥梁加固施工三、公路桥梁加固施工技术规范规范条文8.3.1吊杆运输、安装过程中，应有可靠的保护措施，防止碰伤锚具及PE索套，如有意外损伤应及时修补，并作好记录。吊杆更换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。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。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。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。三、公路桥梁加固施工技术规范规8.3.1吊杆运输、安装过三、公路桥梁加固施工技术规范规范条文8.4.1系杆运输、安装过程中，应注意保护PE索套，如有意外损伤应及时修补。系杆更换8.4.2对可更换系杆，拆除前应设置临时系杆，临时系杆应通过设计计算确定。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。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。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。三、公路桥梁加固施工技术规范规8.4.1系杆运输、安装过程三、公路桥梁加固施工技术规范规范条文

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吊杆更换质量检验实测项目应符合表8.7.3-1的要求。表8.7.3-1吊杆更换质量检验实测项目8.7.3吊杆、系杆更换质量检验与验收项次检查项目规定值和允许偏差检查方法和频率1吊杆长度（mm）±0.001L及±10用钢尺量2吊杆拉力（kN）符合设计要求测力仪：每吊杆检查3吊点位置（mm）10全站仪:每吊点检查4吊点高程（mm）高程±10水准仪：每吊点检查两侧高差20注：本表中L为吊杆长度。三、公路桥梁加固施工技术规范规1吊杆更换质量检验实三、公路桥梁加固施工技术规范规范条文

2柔性系杆更换质量检验实测项目应符合表8.7.3-2的要求。表8.7.3-2柔性系杆质量检验实测项目8.7.3吊杆、系杆更换质量检验与验收项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1张拉应力（MPa）符合设计要求查油压表读数,每根检查2张拉伸长率（%）符合设计规定尺量,每根检查3外观鉴定1）吊杆、系杆顺直，无扭转现象。2）防护层完好，无破损、污物。或参见《公路桥梁加固工程质量检验评定标准》（送审稿）15.3.2和15.3.3条。三、公路桥梁加固施工技术规范规2柔性系杆更换质量

中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工

吊杆更换设计实例四、中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工吊杆更换设计实例四、吊杆更换设计实例结构简介

蜀河汉江大桥主桥为2×120m中承式钢管混凝土拱桥，钢管拱肋为哑铃型截面，桥面系为简支纵横梁体系，吊杆为高强钢丝。该桥于1999年建成通车。桥梁宽度：净9米+2×2.06米（人行道）。设计荷载：汽车-20级，挂车-100。四、吊杆更换设计实例结四、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。吊杆病害

四、吊杆更换设计实例吊杆的钢丝网水泥护套多处开裂四、吊杆更换设计实例吊杆上、下锚头严重锈蚀。吊杆病害

四、吊杆更换设计实例四、吊杆更换设计实例现场拆除的旧吊杆吊杆病害

四、吊杆更换设计实例四、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。吊杆病害

四、吊杆更换设计实例吊杆沿桥纵向不再一条直线上，跨中桥面四、吊杆更换设计实例结构分析整体模型结构分析

四、吊杆更换设计实例四、吊杆更换设计实例吊杆索力计算与实测值结构分析吊杆编号恒载（KN）活载（KN）实测恒载（KN）实测活载（KN）备注1474.6／／／

实测恒载、活载引自荷载试验报告中的最大值。2486.3／／／3484.6／855.6289.64481.4／722.1／5484.2319.2668.0275.96489.7323.8685.0314.9四、吊杆更换设计实例四、吊杆更换设计实例结构分析结构稳定性分析工况（特征值法）安全系数K值失稳模型恒载（自重）3.406拱肋横向半波恒载＋活载3.208拱肋横向半波恒载＋横向风载3.406拱肋横向半波四、吊杆更换设计实例结四、吊杆更换设计实例结构分析结论1、吊杆计算索力较实测值小。2、吊杆的安全系数为3.01，满足设计规范2.5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3.208，低于设计要求的拱侧倾一类弹性稳定系数4～6的要求。

四、吊杆更换设计实例结1、吊杆计算索力较实测值小。2、吊杆的四、吊杆更换设计实例加固设计方案项目加固项目使用年限工程造价加固维修难点经济及社会效益方案一钢管拱肋及吊杆防护5年149.8万吊杆与桥面及拱肋连接处的维修防护困难，钢丝除锈容易引起断丝较差方案二更换吊杆、调整桥面标高＋钢管拱肋防护>20年485.5万能彻底解决吊杆的防腐、除湿问题，具有一定的先进性，国内施工经验也较成熟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。四、吊杆更换设计实例加项目加固项目使用工程加固维经济及社会效四、吊杆更换设计实例吊杆更换原则一、吊杆更换原则：1、保证桥梁结构安全；2、总体性能不会降低；

3、防腐性能提高；4、经济、简便。二、吊杆设计荷载：汽车—20级、挂车—100、人群荷载为3.0kN/m2。三、吊杆使用年限：吊杆正常使用年限为20年。四、吊杆更换设计实例吊一、吊杆更换原则：二、吊杆设计荷载：三四、吊杆更换设计实例吊杆构造

吊杆体系为PES(FD)—73低应力防腐新索体，吊杆型号为：OVMDS7-73Ⅲ,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体系为PE四、吊杆更换设计实例吊杆更换步骤1、焊接K撑；2、加临时钢纵梁；

3、解除桥面连续；4、安装临时吊带；

5、对旧吊杆卸载；6、调整桥面标高；

7、拆除旧吊杆；8、安装新导管；

9、安装新吊杆；10、新吊杆承载；11、新吊杆防腐处理；12、安装锚头防护罩；13、安装防护钢管14、恢复相应桥面连续。四、吊杆更换设计实例吊1、焊接K撑；四、吊杆更换设计实例设计要点加焊K撑单位：mm四、吊杆更换设计实例设四、吊杆更换设计实例设计要点临时钢纵梁示意四、吊杆更换设计实例设四、吊杆更换设计实例设计要点吊杆临时吊带示意四、吊杆更换设计实例设四、吊杆更换设计实例设计要点吊带安装构造示意四、吊杆更换设计实例设四、吊杆更换设计实例加固后结构稳定性分析加固后结构稳定性分析工况（特征值法）安全系数K值失稳模型恒载（自重）10.490面外S型失稳恒载＋活载9.302面外S型失稳恒载＋活载＋横向风载9.239面外S型失稳四、吊杆更换设计实例加固后结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

吊杆更换施工实例五、中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工吊杆更换施工实例五、吊杆更换施工实例实桥简介潘家河大桥为150m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，该桥于2004年建成通车。桥梁宽度：13米；设计荷载：汽车-20级，挂车-100。五、吊杆更换施工实例实潘家河大桥为150m中五、吊杆更换施工实例吊杆病害吊杆内大量积水，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内大量积水，部分吊杆五、吊杆更换施工实例吊杆长度量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。五、吊杆更换施工实例吊吊杆长度及标高测量为吊杆的更换做好准备五、吊杆更换施工实例施工现场搭设支架五、吊杆更换施工实例施五、吊杆更换施工实例施工监控设置拱肋观测点拱肋下挠值、侧向偏移值观测五、吊杆更换施工实例施设置拱肋观测点拱肋下挠值、侧向偏移五、吊杆更换施工实例施工监控桥面标高观测水准仪监控桥面高程变化五、吊杆更换施工实例施桥面标高观测水准仪监控桥面高程变化五、吊杆更换施工实例吊杆更换托梁、坡架的制作五、吊杆更换施工实例吊托梁、坡架的制作五、吊杆更换施工实例吊杆更换托梁、坡架的安装五、吊杆更换施工实例吊托梁、坡架的安装五、吊杆更换施工实例吊杆更换施工步骤1、初次提升阶段：拱背放样——焊坡架——安装上吊点钢梁——放样桥面孔——安装下吊点钢梁——穿入精轧螺纹钢筋——支撑框架、千斤顶、油泵就位——架设水准仪——初次提升临时吊杆。2、割除旧索阶段：提升至旧索变形——记录初次提升值——检查各个连接点及受力点——开始割除旧索——割除拱肋上、下弦间导管——取孔——导管接长。3、新吊杆更换阶段：新吊杆就位——导链、临时提升架就位——安装张拉杆——提升新索——安装不锈钢套管——安装减振块、挡块及锚垫板——上紧上锚头螺母——戴上下锚头螺母——考虑吊杆延伸值及伸长量——二次提升临时吊杆至设计标高——上紧下锚头螺母。五、吊杆更换施工实例吊施工步骤1、初次提升阶段：拱背放样——五、吊杆更换施工实例吊杆更换1、提升旧吊杆2、割除旧吊杆3、安装新吊杆五、吊杆更换施工实例吊1、提升旧吊杆2、割除旧吊杆3、安装新五、吊杆更换施工实例吊杆更换施工工序：放样——固定坡架——安装上吊点钢梁——放样桥面孔位——就位下吊点钢梁——穿入精轧螺纹钢筋——紧固螺母——安装千斤顶及就位油泵。安装临时兜吊系统五、吊杆更换施工实例吊施工工序：放样——固五、吊杆更换施工实例吊杆更换施工工序：放样——固定坡架——安装上吊点钢梁——放样桥面孔位——就位下吊点钢梁——穿入精轧螺纹钢筋——紧固螺母——安装千斤顶及就位油泵。安装临时兜吊系统五、吊杆更换施工实例吊施工工序：放样——固五、吊杆更换施工实例吊杆更换提升方案：同一横梁两吊点八台千斤顶用一台油泵控制进行顶升。

1、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。提升横梁五、吊杆更换施工实例吊提升方案：同一横梁两吊点八台千斤顶用一五、吊杆更换施工实例吊杆更换注意事项：施工人员进场必须戴安全帽，系安全带，穿安全服；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）。旧吊杆拆除五、吊杆更换施工实例吊注意事项：施工人员进场必须戴安全帽，系五、吊杆更换施工实例吊杆更换用反力架拆除下锚头旧吊杆拆除五、吊杆更换施工实例吊五、吊杆更换施工实例吊杆更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。安装新吊杆五、吊杆更换施工实例吊在新吊杆上锚头连接好张拉杆后，用倒链五、吊杆更换施工实例吊杆更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。新吊杆锚头防护五、吊杆更换施工实例吊新吊杆安装就位后，用防腐油脂对五、吊杆更换施工实例吊杆更换安装减震装置及防护钢管后的新吊杆。新吊杆安装，卸载临时吊杆系统五、吊杆更换施工实例吊五、吊杆更换施工实例吊杆更换后的潘家河大桥五、吊杆更换施工实例五、吊杆更换施工实例实桥简介琼州大桥主桥结构形式为五跨下承式钢管混凝土系杆拱，跨径布置为88m+98m+108m+98m+88m，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；吊杆横梁与两侧挂接的T梁固结，吊杆为PE防护的镀锌半平行高强钢丝索，两端设冷铸墩头锚，该桥于2003年建成通车。桥宽：23米；设计荷载：汽车-超20级，挂车-120，人群荷载3.5KN/m2五、吊杆更换施工实例实琼州大桥主桥结构形式为五、吊杆更换施工实例吊杆病害吊杆白色PE外套老化现象明显，且产生大量环向裂纹，个别吊杆还出现内层黑色PE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白色PE外套老化现象明显，且产生大五、吊杆更换施工实例吊杆病害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防水盖槽口泄水孔经常堵塞，槽内积水，防五、吊杆更换施工实例吊杆病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，锚垫板锈蚀。五、吊杆更换施工实例吊不锈钢盖板脱落遗失，槽口内部聚氨酯泡沫五、吊杆更换施工实例桥面标高量测桥面标高测量五、吊杆更换施工实例桥面标高量桥面标高测量五、吊杆更换施工实例搭设临时吊带搭设临时吊带及反力架五、吊杆更换施工实例搭设临时吊带搭设临时吊带及反力架五、吊杆更换施工实例施工监控对临时吊带的拉力—位移进行监测五、吊杆更换施工实例施工监控对临时吊带的拉力—位移进行监测五、吊杆更换施工实例旧吊杆切除在临时吊带的支撑下切除旧吊杆五、吊杆更换施工实例旧吊杆切除在临时吊带的支撑下切除旧吊杆五、吊杆更换施工实例新吊杆安装新吊杆安装更换五、吊杆更换施工实例新吊杆安装新吊杆安装更换五、吊杆更换施工实例吊杆更换后的海南琼州大桥五、吊杆更换施工实例结语

目前我国修建的此类中承式拱桥运营时间大多在十年左右（福建武夷山公馆大桥建成12年，孔雀河大桥建成13年，宜宾小南门金沙江大桥建成11年），上述桥梁均不断出现桥面系塌落事故，说明此类桥型在构造上存在缺陷。建议对已建同类型桥梁进行详细检测，查明桥梁的技术状况，尤其是作为主要承重构件且为非永久性构件——吊杆的技术状况，做到心中有数，若存在问题及时更换吊杆，确保桥梁运营安全性。

在新建桥梁选型时，对于中、下承式拱桥时要充分考虑结构安全性、耐久性设计，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；同时建议将桥面板做成带大纵梁的格构体系，以保证结构整体性，杜绝发生类似事故。结语目前我国修建的此类中承式拱桥运营时间大

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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34吊杆更换设计实例5吊杆更换施工实例内容提要公路桥梁加固设计规范－吊杆更换12中下承式

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的必要性一、中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工中下承式拱桥旧吊一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例四川攀枝花市倮果金沙江大桥建于1993年，其结构形式为160m中承式钢筋混凝土肋拱桥。2003年曾对所有的吊杆全部更换过，2012年12月10下午6时15分，一根吊杆突然脱落，横梁掉入江中，桥面有一处明显坍塌，宽度2米多，呈“V”字形。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四川攀枝花市倮果金沙江大一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例吊杆及横梁脱落一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事吊杆及横梁脱落一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例福建武夷山公馆大桥建于1999年，其结构形式为（80+100+80）m中承式钢筋混凝土肋拱桥。2011年7月14日早上8时50分许，福建武夷山公馆大桥北端边跨整体轰然垮塌，一辆正在桥上行驶的旅游大巴车坠入桥下，造成1名驾驶员当场死亡，其余22人受伤。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事福建武夷山公馆大桥建于1一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例新疆库尔勒孔雀河大桥建于1998年，其结构形式为150m中承式钢管混凝土拱桥。2011年4月12日5时30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Ｔ梁掉入河中，致使大桥长约10米、宽约12米的路面发生垮塌，确认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新疆库尔勒孔雀河大桥建于一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例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故实例宜宾小南门金沙江大桥建于1990年，其结构形式为240m中承式混凝土双肋拱桥。2001年11月7日晨4时30分有4对8根吊杆突然发生断裂，4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。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事宜宾小南门金沙江大桥建于一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性事故实例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事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力特点中下承式拱桥受力特点分析1、结构整体性较差，结构各部相对独立，荷载通过桥面系、吊杆横梁、吊杆、拱肋受力，传力环节多，结构的安全性不容易保证。2、中承式拱桥的桥面系在主跨内多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。3、桥面系多为纵向漂浮体系，在温度荷载、车辆制动力等作用下，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，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，短吊杆的复杂受力使得其破坏的风险更大。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受力状态，且常为高应力，反复荷载作用。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受力特点中下承式拱桥受力特一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性破坏形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。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。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。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破断口附近的钢绞线或钢丝严一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性原因分析1、预应力钢材对锈蚀极为敏感。据国际预应力混凝土协会（FIP）统计，预应力钢材破坏中腐蚀疲劳约占10％，应力腐蚀占到75％，而其中超过5年的仅占50％。吊杆破坏原因分析2、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大气环境的桥梁，加速了钢绞线或钢丝的腐蚀速度。

3、无防腐涂层的钢绞线或钢丝。

设计时吊杆钢丝或钢绞线未采用镀锌等防腐技术，在一定程度上加剧了钢丝或钢绞线的腐蚀速度。4、吊杆防腐构造细节处理不当。

部分钢管护套内采用注入水泥浆的防腐方案，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，导致整个吊杆的防腐失效。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性原1、预应力钢材对锈蚀极为一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性原因分析5、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。吊杆断裂原因分析6、吊杆及桥面系构造存在缺陷。

部分吊杆的下端腐蚀部位无法通过常规检查方式检查其腐蚀情况，实际上吊杆处于不可知状态。而且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，只要有某一吊杆断裂就会引起部分桥面系塌落。7、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。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性原5、短吊杆受力状况复杂。一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性反思与建议2、吊杆设计应为可更换式吊杆。

中下承式拱桥吊杆的安全性及耐久性3、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PE、外套钢管防护，锚头采用防腐油脂防护，以有效阻止水与大气的侵蚀。

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混凝土桥面结构。

5、应设置必要的检修装置及检修通道。

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。

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，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。

一、中下承式拱桥旧吊杆更换的必要性反2、吊杆设计应为可更换式

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－吊杆更换二、中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工公路桥梁加固设计二、公路桥梁加固设计规范规范条文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不应小于2.5。吊杆更换规定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、稳定性，中、下承式拱桥吊杆、系杆强度等。…更换后吊杆的抗拉安全系数不应小于2.5。…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L/500，其中，L为主拱计算跨径。11.4.4…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。二、公路桥梁加固设计规范规11.3.8…中下承式钢筋混凝土二、公路桥梁加固设计规范规范条文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行更换。吊杆更换规定12.1.3

…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。12.3.2

…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2.0；钢丝绳吊索：不小于3.0；刚性吊杆：不小于3.0。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采取可靠的防、排水措施。二、公路桥梁加固设计规范规12.1.1…吊索（杆）以及斜拉

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－吊杆更换三、中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工公路桥梁加固施工三、公路桥梁加固施工技术规范规范条文8.3.1吊杆运输、安装过程中，应有可靠的保护措施，防止碰伤锚具及PE索套，如有意外损伤应及时修补，并作好记录。吊杆更换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。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。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。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。三、公路桥梁加固施工技术规范规8.3.1吊杆运输、安装过三、公路桥梁加固施工技术规范规范条文8.4.1系杆运输、安装过程中，应注意保护PE索套，如有意外损伤应及时修补。系杆更换8.4.2对可更换系杆，拆除前应设置临时系杆，临时系杆应通过设计计算确定。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。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。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。三、公路桥梁加固施工技术规范规8.4.1系杆运输、安装过程三、公路桥梁加固施工技术规范规范条文

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吊杆更换质量检验实测项目应符合表8.7.3-1的要求。表8.7.3-1吊杆更换质量检验实测项目8.7.3吊杆、系杆更换质量检验与验收项次检查项目规定值和允许偏差检查方法和频率1吊杆长度（mm）±0.001L及±10用钢尺量2吊杆拉力（kN）符合设计要求测力仪：每吊杆检查3吊点位置（mm）10全站仪:每吊点检查4吊点高程（mm）高程±10水准仪：每吊点检查两侧高差20注：本表中L为吊杆长度。三、公路桥梁加固施工技术规范规1吊杆更换质量检验实三、公路桥梁加固施工技术规范规范条文

2柔性系杆更换质量检验实测项目应符合表8.7.3-2的要求。表8.7.3-2柔性系杆质量检验实测项目8.7.3吊杆、系杆更换质量检验与验收项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1张拉应力（MPa）符合设计要求查油压表读数,每根检查2张拉伸长率（%）符合设计规定尺量,每根检查3外观鉴定1）吊杆、系杆顺直，无扭转现象。2）防护层完好，无破损、污物。或参见《公路桥梁加固工程质量检验评定标准》（送审稿）15.3.2和15.3.3条。三、公路桥梁加固施工技术规范规2柔性系杆更换质量

中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工

吊杆更换设计实例四、中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工吊杆更换设计实例四、吊杆更换设计实例结构简介

蜀河汉江大桥主桥为2×120m中承式钢管混凝土拱桥，钢管拱肋为哑铃型截面，桥面系为简支纵横梁体系，吊杆为高强钢丝。该桥于1999年建成通车。桥梁宽度：净9米+2×2.06米（人行道）。设计荷载：汽车-20级，挂车-100。四、吊杆更换设计实例结四、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。吊杆病害

四、吊杆更换设计实例吊杆的钢丝网水泥护套多处开裂四、吊杆更换设计实例吊杆上、下锚头严重锈蚀。吊杆病害

四、吊杆更换设计实例四、吊杆更换设计实例现场拆除的旧吊杆吊杆病害

四、吊杆更换设计实例四、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。吊杆病害

四、吊杆更换设计实例吊杆沿桥纵向不再一条直线上，跨中桥面四、吊杆更换设计实例结构分析整体模型结构分析

四、吊杆更换设计实例四、吊杆更换设计实例吊杆索力计算与实测值结构分析吊杆编号恒载（KN）活载（KN）实测恒载（KN）实测活载（KN）备注1474.6／／／

实测恒载、活载引自荷载试验报告中的最大值。2486.3／／／3484.6／855.6289.64481.4／722.1／5484.2319.2668.0275.96489.7323.8685.0314.9四、吊杆更换设计实例四、吊杆更换设计实例结构分析结构稳定性分析工况（特征值法）安全系数K值失稳模型恒载（自重）3.406拱肋横向半波恒载＋活载3.208拱肋横向半波恒载＋横向风载3.406拱肋横向半波四、吊杆更换设计实例结四、吊杆更换设计实例结构分析结论1、吊杆计算索力较实测值小。2、吊杆的安全系数为3.01，满足设计规范2.5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3.208，低于设计要求的拱侧倾一类弹性稳定系数4～6的要求。

四、吊杆更换设计实例结1、吊杆计算索力较实测值小。2、吊杆的四、吊杆更换设计实例加固设计方案项目加固项目使用年限工程造价加固维修难点经济及社会效益方案一钢管拱肋及吊杆防护5年149.8万吊杆与桥面及拱肋连接处的维修防护困难，钢丝除锈容易引起断丝较差方案二更换吊杆、调整桥面标高＋钢管拱肋防护>20年485.5万能彻底解决吊杆的防腐、除湿问题，具有一定的先进性，国内施工经验也较成熟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。四、吊杆更换设计实例加项目加固项目使用工程加固维经济及社会效四、吊杆更换设计实例吊杆更换原则一、吊杆更换原则：1、保证桥梁结构安全；2、总体性能不会降低；

3、防腐性能提高；4、经济、简便。二、吊杆设计荷载：汽车—20级、挂车—100、人群荷载为3.0kN/m2。三、吊杆使用年限：吊杆正常使用年限为20年。四、吊杆更换设计实例吊一、吊杆更换原则：二、吊杆设计荷载：三四、吊杆更换设计实例吊杆构造

吊杆体系为PES(FD)—73低应力防腐新索体，吊杆型号为：OVMDS7-73Ⅲ,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体系为PE四、吊杆更换设计实例吊杆更换步骤1、焊接K撑；2、加临时钢纵梁；

3、解除桥面连续；4、安装临时吊带；

5、对旧吊杆卸载；6、调整桥面标高；

7、拆除旧吊杆；8、安装新导管；

9、安装新吊杆；10、新吊杆承载；11、新吊杆防腐处理；12、安装锚头防护罩；13、安装防护钢管14、恢复相应桥面连续。四、吊杆更换设计实例吊1、焊接K撑；四、吊杆更换设计实例设计要点加焊K撑单位：mm四、吊杆更换设计实例设四、吊杆更换设计实例设计要点临时钢纵梁示意四、吊杆更换设计实例设四、吊杆更换设计实例设计要点吊杆临时吊带示意四、吊杆更换设计实例设四、吊杆更换设计实例设计要点吊带安装构造示意四、吊杆更换设计实例设四、吊杆更换设计实例加固后结构稳定性分析加固后结构稳定性分析工况（特征值法）安全系数K值失稳模型恒载（自重）10.490面外S型失稳恒载＋活载9.302面外S型失稳恒载＋活载＋横向风载9.239面外S型失稳四、吊杆更换设计实例加固后结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

吊杆更换施工实例五、中下承式拱桥吊杆的更换设计与施工吊杆更换施工实例五、吊杆更换施工实例实桥简介潘家河大桥为150m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，该桥于2004年建成通车。桥梁宽度：13米；设计荷载：汽车-20级，挂车-100。五、吊杆更换施工实例实潘家河大桥为150m中五、吊杆更换施工实例吊杆病害吊杆内大量积水，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内大量积水，部分吊杆五、吊杆更换施工实例吊杆长度量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。五、吊杆更换施工实例吊吊杆长度及标高测量为吊杆的更换做好准备五、吊杆更换施工实例施工现场搭设支架五、吊杆更换施工实例施五、吊杆更换施工实例施工监控设置拱肋观测点拱肋下挠值、侧向偏移值观测五、吊杆更换施工实例施设置拱肋观测点拱肋下挠值、侧向偏移五、吊杆更换施工实例施工监控桥面标高观测水准仪监控桥面高程变化五、吊杆更换施工实例施桥面标高观测水准仪监控桥面高程变化五、吊杆更换施工实例吊杆更换托梁、坡架的制作五、吊杆更换施工实例吊托梁、坡架的制作五、吊杆更换施工实例吊杆更换托梁、坡架的安装五、吊杆更换施工实例吊托梁、坡架的安装五、吊杆更换施工实例吊杆更换施工步骤1、初次提升阶段：拱背放样——焊坡架——安装上吊点钢梁——放样桥面孔——安装下吊点钢梁——穿入精轧螺纹钢筋——支撑框架、千斤顶、油泵就位——架设水准仪——初次提升临时吊杆。2、割除旧索阶段：提升至旧索变形——记录初次提升值——检查各个连接点及受力点——开始割除旧索——割除拱肋上、下弦间导管——取孔——导管接长。3、新吊杆更换阶段：新吊杆就位——导链、临时提升架就位——安装张拉杆——提升新索——安装不锈钢套管——安装减振块、挡块及锚垫板——上紧上锚头螺母——戴上下锚头螺母——考虑吊杆延伸值及伸长量——二次提升临时吊杆至设计标高——上紧下锚头螺母。五、吊杆更换施工实例吊施工步骤1、初次提升阶段：拱背放样——五、吊杆更换施工实例吊杆更换1、提升旧吊杆2、割除旧吊杆3、安装新吊杆五、吊杆更换施工实例吊1、提升旧吊杆2、割除旧吊杆3、安装新五、吊杆更换施工实例吊杆更换施工工序：放样——固定坡架——安装上吊点钢梁——放样桥面孔位——就