錨索計在長興港大橋吊桿更換中的應(yīng)用

顧淦豐

（浙江省湖州市長興縣公路管理段）

錨索計在長興港大橋吊桿更換中的應(yīng)用

顧淦豐

（浙江省湖州市長興縣公路管理段）

針對系桿拱橋吊桿更換過程中索力測量的不確定性，以及成橋二次調(diào)索索力最終確定的繁瑣性。提出了在更換新吊桿過程中加入錨索計準(zhǔn)確測量吊桿索力，并且為后期索力調(diào)整提供快捷、準(zhǔn)確的索力數(shù)據(jù)。結(jié)合長興港大橋吊桿更換過程中錨索計的應(yīng)用實例，取得了不錯的實際效果。

1 前言

系桿拱橋以其內(nèi)部超靜定、建筑高度小、跨越能力大、對地基承載能力要求低等特點，使得其在40m以上且具有通航要求的河道中具有獨特優(yōu)勢。長興地處太湖湖畔，河道眾多，水系發(fā)達，上個世紀(jì)九十年代至今修建了較多系桿拱橋，隨著經(jīng)濟發(fā)展，車流量增大，很多該類橋梁已進入了病害多發(fā)期，因此有必要對該類橋梁進行檢測及加固。在下承式系桿拱橋的檢測及加固過程中，吊桿的受力檢測是一項非常重要的工作。目前，索力測量采用的最廣、最方便的方法就是頻率測定法，該方法通過測定吊桿的橫向頻率來計算吊桿的索力，這種方法在測量較長吊桿時測量結(jié)果精度也不高，但是在一些短索的測量結(jié)果上與實際值偏差很大。為了準(zhǔn)確的測量吊桿索力，我們在長興港大橋吊桿更換施工中加入了錨索計，對比油壓表的讀數(shù)，以及成橋后二次調(diào)索取得了比較好的效果。

2 錨索計簡介

振弦式錨索應(yīng)力計簡稱錨索計，是一種能夠有效測量錨索、錨銓、巖石錨桿或拱形支架的荷載以及其他重型荷載測量儀器?？捎糜跍y量加載液壓千斤頂?shù)淖兞Α⒑奢d及錨索（桿）的長期應(yīng)力變化監(jiān)測。它主要由應(yīng)變體、鋼弦、感應(yīng)線圈組成。應(yīng)變體材料為45#優(yōu)質(zhì)碳素鋼，具有較好的可塑性、彈性。錨索計的原理就是利用鋼材在一定受力范圍內(nèi)優(yōu)良彈性，利用鋼弦振動來計算它所承受的壓力。由于錨索計中空的特性，鋼弦通常平均分布在內(nèi)孔周圍，一般分布的鋼弦數(shù)為3弦或者4弦。

3 應(yīng)用實例

3.1 工程概況

長興港大橋位于長興縣境內(nèi)G104國道（北京至福州）上，中心樁號K1330+781，全長423.74m，橋跨布置為：10×16m+25m+52m+25m+10×16m，引橋橋面寬度凈：2× （12+4.25）m，主橋橋面寬度為凈-2×（12+3.35）m。該橋于2000年建成通車。

橋梁上部結(jié)構(gòu)：主橋為52m下承式預(yù)應(yīng)力混凝土系梁拱，引橋為16m和25m空心板，橋面鋪裝為13cm厚C40防水混凝土。橋面采用GQF-C50氯丁膠型伸縮縫，主橋采用盆式橡膠支座，引橋采用球冠形橡膠支座，橋梁兩側(cè)采用鋼筋混凝土護欄，內(nèi)側(cè)護欄采用鋼筋混凝土組合式防撞護欄。

設(shè)計荷載：汽-20，掛-100；人群荷載：3.5kN/m2。

該橋在定期檢查中發(fā)現(xiàn)吊桿銹蝕嚴重，決定對全橋吊桿進行更換，由于該橋的吊桿偏短，最長的吊桿在11m左右，如采用常規(guī)頻率測定法進行測量，得出的數(shù)據(jù)與實際值將會偏差較大，所以本工程采用錨索計（錨索計設(shè)置在吊桿錨固端的錨墊板和螺母之間）監(jiān)測索力，同時對于臨時吊桿索力主要通過粘貼振弦式應(yīng)變計并結(jié)合張拉千斤頂?shù)挠捅碜x數(shù)予以控制。

3.2 吊桿編號及施工方案

長興港大橋西幅橋共有22根吊桿，東西側(cè)各有11根。由南向北吊桿編號為：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11，東、西側(cè)代號分別為E、W。

吊桿更換施工方案主要采用精軋螺紋鋼作為臨時吊桿替換舊吊桿，然后張拉新吊桿替換臨時吊桿的施工方案。具體步驟是：在要更換吊桿處安裝四根精軋螺紋鋼后，張拉至設(shè)計內(nèi)力，隨后剪斷舊吊桿，再安裝新吊桿進行張拉，待新吊桿張拉后立即卸載臨時吊桿，這樣一根吊桿更換完成。吊桿更換采用由中間向兩端對稱同步進行，具體更換順序：6號吊桿→5（7）號吊桿→4（8）號吊桿→3（9）號吊桿→2（10）號吊桿→1（11）號吊桿。

3.3 結(jié)果分析

在長興港大橋西幅橋吊桿更換整個過程中，我們采用吊桿內(nèi)力和橋面高程進行雙控，同時監(jiān)測系梁下緣應(yīng)力變化值用以輔助控制。吊桿更換后部分吊桿索力與目標(biāo)索力值偏差較大，隨后進行了二次調(diào)索，在二次調(diào)索過程中，調(diào)索順序基本遵循由跨中向兩側(cè)的原則。下表表3-1、表3-2為西幅橋整個調(diào)索過程中索力值。

長興港大橋西幅橋吊桿更換及二次調(diào)索施工過程中：① 橋面線形變化處于控制范圍之內(nèi)；② 系梁應(yīng)力變化較小，滿足監(jiān)控目標(biāo)要求；③ 二次調(diào)整索力后，最終索力值除西幅橋外側(cè)5號吊桿由于錨索計安裝不平整導(dǎo)致測試結(jié)果偏大外，其余索力值均在設(shè)計索力值的±8%以內(nèi)。

4 結(jié)論

1.錨索計讀數(shù)方便，數(shù)據(jù)可靠，根據(jù)與油壓讀數(shù)對比，其偏差在2%以內(nèi)，滿足工程要求。錨索計可以監(jiān)測橋梁加固后正常運營過程中吊桿內(nèi)力，為管養(yǎng)部門提供監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時掌握該橋的健康狀況；

2.在更換吊桿后進行二次調(diào)索過程中，錨索計反映的各吊桿的內(nèi)力值對成橋索力的調(diào)整提供了依據(jù)，使得調(diào)索過程快速準(zhǔn)確，保證了成橋索力與目標(biāo)索力的較好吻合；

3.采用錨索計測量索力的方法為同類工程提供參考。

表3-1 西幅橋西側(cè)吊桿調(diào)索索力值（kN）

表3-2 西幅橋東側(cè)吊桿調(diào)索索力值（kN）