一种钢管混凝土系杆拱桥安装钢纵梁更换吊杆施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁建筑技术领域，尤其涉及一种钢管混凝土系杆拱桥安装钢纵梁更换吊杆施工方法。

背景技术

拱桥吊杆的设计使用年限通常为20年，对已更换吊杆的拱桥进行统计分析，得出吊杆的更换周期平均约为10年。随着早期修建拱桥运营年限的增长和交通流量的增加，部分吊杆已达到或超过吊杆的设计使用年限，出现了不同程度的老化、损坏等问题，给行车安全带来一定的隐患；为了保证行车安全及延长桥梁的使用寿命，需对这些吊杆进行部分或全部更换。

目前钢管混凝土系杆拱桥更换吊杆使用最多的施工方法是临时兜吊法，更换吊杆过程中需安装拱上施工平台、转换梁、下托梁和临时吊索等设施，施工过程繁琐、效率低下，施工安全系数相对较低；同时在大跨度拱桥施工中对桥梁整体安全的要求相对较高，采用临时兜吊法施工存在落梁的潜在风险，给桥梁安全、施工安全等带来较大的安全隐患。

针对以上存在的问题，结合现场施工经验，提出一种钢管混凝土系杆拱桥安装钢纵梁更换吊杆施工方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种钢管混凝土系杆拱桥安装钢纵梁更换吊杆施工方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种钢管混凝土系杆拱桥安装钢纵梁更换吊杆施工方法，包括以下步骤：

A1、施工准备，测吊杆索力、设置高程点，测量全桥高程、布置应力点，调试相关仪器、清理端头、运输钢纵梁至桥面板安装处；

A2、安装钢纵梁，使用起重机将钢纵梁吊装到桥梁两侧钢横梁间，并用普通螺栓将其两端分别固定到钢横梁上；

A3、卸索前索力、高程测量；

A4、卸载原吊杆索力，从拱背吊杆上端锚固处使用千斤顶、张拉设施设备进行逐级卸载吊杆索力；

A5、拆除原吊杆，先从吊杆上端拆除后，再进行吊杆下部端头拆卸；

A6、卸索后索力、高程测量；

A7、安装新吊杆，安装挂索装置、挂索，用起重机和挂索吊起吊杆；先安装下部锚头，再安装上部锚头并固定；

A8、吊杆张拉，从吊杆上部端头进行分级张拉，后将其固定；

A9、张拉后进行索力和高程相关项目的测量、调整后进行更换下一根吊杆。

作为本发明的进一步技术方案，所述步骤A1进行测量吊杆索力、设置高程点，吊杆索力、全桥高程相关项目的量测结果作为后期调索的原始参考依据。

作为本发明的进一步技术方案，所述步骤A3进行全桥索力和高程测量，为后期换索作参考。

作为本发明的进一步技术方案，所述步骤A4中分级卸载吊杆索力，不得小于5级，每一级放张单位后持荷5分钟，测量锚杯或张拉杆向索导管内回缩量，并实时监测卸载拉索相邻前后3～5根吊杆的索力与桥面板两侧高程变化，反馈数据用以调整卸载索力，并保证纵桥向、横桥向受力平衡，直至吊杆索力完全放松为止。

作为本发明的进一步技术方案，所述步骤A5待吊杆完全放松时，用起重机将吊杆缓慢下放至上锚头脱离钢导管后，拆除下锚头螺母，同时用起重机将吊杆缓慢吊起至下锚头钢棒脱离钢导管，并使用辅助绳索拴住吊杆下端拉向桥面；然后起重机下放吊杆并将整根吊杆下放至桥面。

作为本发明的进一步技术方案，所述步骤A6卸索后对相邻3～5根吊杆索力及高程测量，索力与桥面两侧高程变化，反馈数据用以调整卸载索力。

作为本发明的进一步技术方案，所述步骤A7将吊杆摆正、平放在桥面，在吊杆上锚杯安装引伸杆及连接吊钩；将牵引钢丝绳依次通过工作螺母、工作锚板、千斤顶、反力架、引伸杆备用螺帽、锚垫板、上导管后，与引伸杆吊钩连接，垂直起吊，先安装下锚头并将其固定再进行上锚头安装。

作为本发明的进一步技术方案，所述步骤A8待下锚头固定后，从吊杆上部端头进行不少于5级的分级张拉，伸长量及油压表读数双控，张拉力满足要求后，千斤顶持荷5分钟，旋紧锚杯螺母并涂抹防护油脂做好防护。

作为本发明的进一步技术方案，所述步骤A9测量索力、桥面高程、应力，检查桥面板是否出现裂缝或裂缝宽度变化，遇有异常停止张拉，待查明原因并处理后方可继续施工，若无异常更换下一根吊杆。

本发明的有益效果：

本发明通过在钢横梁间安装钢纵梁，保证拆除旧吊杆时钢横梁不会发生较大的位移，防止了落梁事故发生。该施工过程不需要安装转换梁、下托梁和临时吊索设施，进行吊杆上端头拆卸时仅需拱上搭设小型施工平台，采用千斤顶等辅助措施；进行吊杆下端头的拆卸时，采用绳索或临时吊篮，防止下锚头掉落；该方法简化了施工工序，提高了施工工效，同时安装钢纵梁提高了桥梁的整体稳定性，起到了加固的效果。

附图说明

图1本发明施工方法的工艺流程图。

图2是本发明单根钢纵梁顺桥向安装示意图。

图3是本发明双根钢纵梁顺桥向安装示意图。

图4是本发明进行安装钢纵梁更换吊杆的施工布置示意图。

图5是本发明钢管混凝土系杆拱桥模型示意图。

图6是本发明单根钢纵梁顺桥向布置模型示意图。

图7是本发明双根钢纵梁顺桥向布置模型示意图。

图中：2、钢横梁；3、钢纵梁；4、连接板；5、横梁；6、螺栓；7、桥面板；8、吊杆；9、张拉撑脚；10、张拉杆螺母；11、千斤顶。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参照图1-图7，一种钢管混凝土系杆拱桥安装钢纵梁更换吊杆施工方法，包括以下步骤：

施工准备。测吊杆索力、设置高程点，测量全桥高程、布置应力点，调试相关仪器、清锚头、运输钢纵梁3至桥面板7安装处等工作，其中测量吊杆索力、设置高程点，测量全桥高程等量测结果作为后期换索的原始参考依据。

安装钢纵梁3。使用起重机将钢纵梁3吊装到桥梁两侧钢横梁2间，并用螺栓6将其两端分别固定到钢横梁2上，以保证在吊杆8更换期间钢横梁2的稳定性。

进行全桥索力和高程测量，为后期换索作参考。

卸载原吊杆索力。从吊杆8上端锚固处使用千斤顶11、张拉设施等设备进行逐级释放吊杆索力；分级卸载吊杆索力，一般不得小于5级，并实时监测卸载拉索相邻前后3～5根(组)索的索力与桥面板7两侧高程变化，反馈数据用以调整卸载索力，保证纵桥向、横桥向受力平衡，直至吊杆索力完全放松为止。

待吊杆8完全放松时，在锚头索端安放夹具，用起重机将吊杆缓慢下放至上锚头脱离钢导管后，拆除下锚头螺母，同时用起重机将吊杆缓慢吊起至下锚头钢棒脱离钢导管，并使用辅助绳索拴住吊杆下端拉向桥面；然后起重机下放吊杆并将整根吊杆下放至桥面。

卸索后索力、高程测量，对相邻3～5根吊杆索力及高程测量，索力与桥面两侧高程变化，反馈数据用以调整卸载索力。

安装新吊杆，用起重机和绳索吊起吊杆，先进行下部锚头安装并将其固定牢固，再安装上部锚头。

将吊杆8摆正、平放在桥面，避免扭曲、弯折，吊杆上锚杯安装引伸杆及连接吊钩。将牵引钢丝绳依次通过工作螺母、工作锚板、千斤顶11、反力架、引伸杆备用螺帽、锚垫板、上导管后，与引伸杆吊钩连接，千斤顶11安装在张拉撑脚9上，通过张拉杆螺母10固定，垂直起吊，吊装过程缓慢进行，尽量避免吊杆与其他构件、设备剐蹭造成的吊杆损伤。对于长度较长的吊杆，其下垫放小平板车，以避免吊杆在起吊过程中因拖拽与地面摩擦引起的损伤。

吊杆张拉，从吊杆上端头进行分级张拉并固定。

分级张拉吊杆索力，一般不得小于5级，并及实时监测相邻前后3～5根(组)索的索力与桥面板7两侧高程变化，反馈数据用以调整卸载索力，保证纵桥向、横桥向受力平衡，直至吊杆索力完全达到启动索力，千斤顶持荷5分钟，旋紧锚杯螺母并涂抹防护油脂做好防护。

张拉后索力和高程等测量、调整，检查桥面板7是否出现裂缝或裂缝宽度变化，遇有异常应停止松张，待查明原因并处理后方可继续施工，若无异常更换下一根吊杆，待一侧吊杆全部更换结束，将钢纵梁3和钢横梁2拼接螺栓换成高强螺栓并紧固。

具体实施方式：

下面结合实例来说明本发明的技术方案：

一种钢管混凝土系杆拱桥安装钢纵梁更换吊杆施工方法，具体包括如下步骤：

(1)施工准备。测吊杆索力、设置高程点，测量全桥高程、布置应力点，调试相关仪器、清锚头、运输钢纵梁3至桥面板7安装处等。

(2)安装钢纵梁3。使用起重机将钢纵梁3吊装到桥梁两侧钢横梁2间，从桥梁两侧对称同时进行全桥安装，用连接板使用螺栓6将其两端分别固定到钢横梁2上，待安装结束，检查全桥纵梁安装是否牢固。根据拱桥自身特性确定安装钢纵梁3的根数，钢纵梁3的布置方式如图2所示。

(3)卸索前索力、高程等测量。

(4)卸载原吊杆力，从拱背吊杆上端锚固处使用千斤顶11、张拉设施等设备分级卸载吊杆索力，一般不得小于5级，每一级放张单位后持荷5分钟，测量锚杯或张拉杆向索导管内回缩量并及实时监测卸载吊杆索力相邻前后3～5根(组)吊杆索力与桥面板7两侧高程变化，反馈数据用以调整卸载索力，并保证纵桥向、横桥向受力平衡，直至吊杆索力完全放松为止。

(5)拆除原吊杆。待拉索完全放松时，在锚头索端安放夹具，用起重机将吊杆放下，并将下端锚头上方吊杆切断，拆除下锚头，进行吊杆下端头的拆卸时，采用绳索或临时吊篮，防止下锚头掉落。

(6)卸索后索力、高程等测量。

(7)安装新吊杆。用起重机和绳索吊起吊杆，先进行下部锚头安装并将其固定牢固，再安装上部锚头。将吊杆摆正、平放在桥面板7，避免扭曲、弯折，在吊杆上锚杯安装引伸杆及连接吊钩。将牵引钢丝绳依次通过工作螺母、工作锚板、千斤顶11、反力架、引伸杆备用螺帽、锚垫板、上导管并与引伸杆吊钩连接，垂直起吊，吊装过程缓慢进行，尽量避免吊杆与其它构件、设备剐蹭造成吊杆损伤。对于长度较长的吊杆，吊杆下方垫放小平板车，以避免吊杆在起吊过程中因拖拽与地面摩擦引起的损伤。

(8)吊杆张拉。从吊杆上端头进行分级张拉并固定等工作；待下锚头固定后，分级张拉至启动索力，千斤顶持荷5分钟，旋紧锚杯螺母并涂抹防护油脂做好防护。

(9)张拉后索力和高程、应力等测量、调整，检查桥面板是否出现裂缝或裂缝宽度变化，遇有异常应停止松张，待查明原因并处理后方可继续施工，若无异常更换下一根吊杆，待一侧吊杆全部更换结束，将钢纵梁3和钢横梁2拼接螺栓换成高强螺栓并紧固。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。