某橋斜拉索病害分析及處治建議

焦恒見 羅文林 糜懷谷

摘? 要：文章以預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋?yàn)榉治鰧ο?，分析了斜拉索病害，評估了更換斜拉索的可行性，并給出了處治建議。

關(guān)鍵詞：斜拉橋;更換斜拉索;病害分析

中圖分類號：U448.27 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）29-0133-02

Abstract： Taking the prestressed concrete cable-stayed bridge as the analysis object， this paper analyzes the cable diseases， evaluates the feasibility of replacing the cable， and gives some suggestions for treatment.

Keywords： cable-stayed bridge; replacement of stay cables; treatment suggestions

1 概況

1.1 橋梁結(jié)構(gòu)概況

某斜拉橋全寬36.5m，跨布置為（70+105）m，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆單箱三室箱梁，下部結(jié)構(gòu)為樁柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主梁和索塔混凝土等級C50，斜拉索采用？準(zhǔn)7mm高強(qiáng)度平行鋼絲束，主跨和錨跨均為14對斜拉索（見圖1）。

1.2 斜拉索病害概況

1.2.1 索體。針對本橋的斜拉索外觀曾經(jīng)做過專項(xiàng)檢查和維修，主要問題有：索體護(hù)套開裂、索體內(nèi)鋼絲外露等病害。

1.2.2 斜拉索錨頭。本次檢查下錨頭共計(jì)28對，主要病害如下：（1）下錨頭，錨固塊內(nèi)預(yù)埋的索管與索體之間的空隙滲漏水，導(dǎo)致錨固螺栓、錨墊板、鋼墊塊滲漏水，如圖2。（2）下錨頭，錨頭鐓頭滲漏水，目前查到的是主跨9#索北側(cè)錨頭，這個病害很關(guān)鍵，會影響索體的壽命和斜拉索安全，如圖3所示。（3）下錨頭的銹蝕嚴(yán)重，如圖4所示。（4）斜拉索鐓頭保護(hù)層破損、銹蝕病害等，如圖5所示。

2 更換斜拉索可行性分析

在不中斷交通情況下，為保證更換斜拉索施工安全，每一組斜拉索在拆除工況下，需對全橋進(jìn)行承載能力狀態(tài)分析。整體承載能力狀態(tài)計(jì)算斜拉索索力采用設(shè)計(jì)值，全橋總體模型主梁和主塔采用三維梁單元，斜拉索采用桁架單元。

2.1 拆索前計(jì)算分析

依照原設(shè)計(jì)規(guī)范和現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范，從10年成橋狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)組合來看，塔梁未出現(xiàn)明顯拉應(yīng)力，最大壓應(yīng)力21.6MPa<32.4MPa，斜拉索安全系數(shù)在2.5～3.1之間。由此可見，斜拉索在運(yùn)營階段，按照標(biāo)準(zhǔn)值組合，斜拉索的安全系數(shù)滿足規(guī)范要求的2.5倍安全系數(shù)要求。

2.2 拆索過程計(jì)算分析

按承載能力極限狀態(tài)組合，考慮拆索各個工況下（更換錨跨拉索S1～S14和背跨拉索M1～M14，單獨(dú)拆除任意一處拉索），塔梁截面幾乎沒出現(xiàn)拉應(yīng)力，梁截面最大應(yīng)力變化范圍11.4MPa～14.3MPa，主塔最大應(yīng)力變化范圍15.5MPa～24.4MPa，拉索的最大應(yīng)力水平在792.7MPa～888.5MPa，主梁和主塔的應(yīng)力均小于C50混凝土的標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度32.4MPa，拉索安全系數(shù)均超過2.0，滿足規(guī)范對斜拉索在施工階段安全系數(shù)不小于2.0的要求（見表1）。

3 病害分析及處治建議

該橋斜拉索比較突出的問題如下：（1）下錨端錨固螺栓與錨墊板之間有銹蝕跡象，錨固塊內(nèi)預(yù)埋的索管與索體之間的空隙滲漏水，導(dǎo)致錨固螺栓、錨墊板、鋼墊塊因滲漏水而銹蝕。由此可知，索管內(nèi)有積水，如果該積水不能順利排出，有可能會通過索體PE護(hù)套接縫滲透進(jìn)入平行鋼絲內(nèi)部，從而導(dǎo)致索體鋼絲銹蝕，長時間作用下會導(dǎo)致斜拉索錨固失效、斷裂，影響橋梁結(jié)構(gòu)安全。（2）通過打開錨頭將軍帽檢測發(fā)現(xiàn)，部分斜拉索下錨頭表面的防護(hù)材料（環(huán)氧鐵砂）破損，導(dǎo)致斜拉索內(nèi)的平行鋼絲墩頭銹蝕，存在安全隱患。更為嚴(yán)重的是，主跨9#索北側(cè)錨頭打開后發(fā)現(xiàn)墩頭有積水滲出，說明索體鋼絲內(nèi)部有滲水通道，下錨頭索管區(qū)段的索體鋼絲銹蝕概率較高。（3）針對斜拉索外觀PE護(hù)套進(jìn)行過專項(xiàng)檢測，發(fā)現(xiàn)個別索體存在鋼絲暴露、下錨端索管內(nèi)嚴(yán)重積水等病害。

鑒于以上幾點(diǎn)因素，索體內(nèi)鋼絲因滲漏水銹蝕概率較高的為：錨頭滲漏水的、PE護(hù)套破損的斜拉索。此類斜拉索是本次重點(diǎn)關(guān)注和處治對象。索體鋼絲最可能出現(xiàn)銹蝕的部位是位于梁體內(nèi)、下錨頭預(yù)埋索管區(qū)段范圍的平行鋼絲，因?yàn)樵搮^(qū)段處于索體最下端，是水體易于匯集區(qū)域，而且難以通過有效的手段檢測。因此，建議針對索體進(jìn)水概率較高的斜拉索進(jìn)行更換，以徹底排除安全隱患。

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