一種原位快速更換拱橋系桿的施工方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及橋梁，尤其是一種涉及橋梁系桿清孔和快速更換系桿的方法。
【背景技術】
[0002] 系桿拱橋是拱橋古老家族中的年輕一員，誕生于19世紀后期，系桿拱橋是梁、拱 組合而成的復合體系，因其造型優美而廣泛應用于橋梁工程當中。系桿是系桿拱橋的生命 線，拱腳兩端巨大的水平力通過系桿來抵消，因此，系桿可靠性對拱橋整體安全性起著決定 性作用。隨著時間的推移，上世紀90年的修建的系桿拱橋因為系桿的防腐方法十分簡陋， 系桿的銹蝕較為普遍。長期運營也會造成系桿發生應力松弛，也會因為動荷載的影響出現 疲勞現象。限于建橋時的設計計算能力和張拉設備的制約，系桿在施工過程中的應力控制 與設計要求相差較大。根據國內系桿拱橋、吊桿拱橋事故統計，同類型系桿與吊桿的統計使 用壽命約為20年。新版的《公路工程技術標準》（JTGB01-2014)明確了橋梁的吊索、系桿 為可更換部件，設計使用年限為20年；因此，為保證橋梁的使用安全，對系桿進行更換是十 分必要的。
[0003] 有關資料顯示，國內系桿拱橋的系桿加固多采用新增系桿方案，例如成都市青龍 場立交橋。新增系桿方案無法解決原有系桿的劣化問題，新更換的系桿偏離原有拱肋軸線， 也存在一定的偏心，同時由于拱腳的構造限制，新增加的構造設施也會影響原拱腳的受力， 所以新增系桿方案存在較大的局限性，也因為新增系桿突出橋面，嚴重影響美觀。加之部分 新增加系桿仍然無法更換，導致安全隱患；在施工方面也難以保證更換系桿過程中整個橋 梁結構受力保持平衡給施工操作帶來很大難度。
【發明內容】
[0004] 鑒于現有更換系桿技術的以上不足，本發明要解決的技術問題是：在原有結構混 凝土拆除時不損傷其他結構物；等效置換荷載更換系桿使整個橋梁結構受力保持平衡；清 孔時不會對孔道內的構造設施（如波紋管）造成損傷，提高工作效率。
[0005] 本發明的目的通過如下技術手段來實現
[0006] 新舊系桿更換的原則是盡量不改變結構現有工作和受力狀態，更換施工盡量減少 對拱肋和其他結構部位的損傷。措施如下：
[0007] -種原位快速更換拱橋系桿的施工方法，在現有營運中拱橋系桿達到壽命周期 對原有拱橋系桿進行快速更換操作，包含以下的步驟：
[0008] 1)尚壓水射流技術切割原封錯端尚標號混凝土；
[0009] 2)在主拱圈拱背上鉆孔植筋澆筑混凝土并對稱安裝臨時系桿；
[0010] 3)兩邊對稱同時張拉臨時系桿，通過等效置換兩邊對稱逐步斷索即：在張拉臨時 系桿（2)的同時，采用切割機同步對一原系桿對稱進行斷索；其間，隨時對臨時系桿（2)和 被斷索的原系桿張力變化進行監控，使得臨時系桿（2)即時張拉力與被斷索的原系桿即時 張拉力之和恒定于一原系桿的設計張拉力，當系桿（2)張拉力達到原系桿的設計張拉力 時，該原系桿被割斷最后一股鋼絲；
[0011] 4)移除被割斷的原系桿直線段系桿，對于埋在拱腳波紋管內的系桿采用不同噸位 的千斤頂進行拔出并同時監控結構受力變化情況；
[0012] 5)對拔出的原系桿拱腳波紋管內進行高壓水射流技術清孔；
[0013] 6)安裝新系桿并對稱張拉至設計要求荷載值，S卩，采用與3)相同的方式，在張 拉新系桿的同時對臨時系桿（2)解張，當新系桿）張拉力達到原系桿的設計張拉力時，臨 時系桿（2)張拉力為零；
[0014] 7)對另一原系桿重復進行3)-至6)步驟操作；直至所有原系桿被新系桿替換；
[0015] 8)封錨端高標號混凝壓漿后完成更換過程。
[0016] 采用本發明的方法，解決了現有營運中拱橋系桿達到壽命周期不能更換的實際情 況，采用高壓水射流技術保護性切割拆除封錨端高強凝土后對稱等效置換橋梁荷載保持結 構受力平衡再分批次拔出舊系桿，高壓水射流技術清孔后進行新系桿的安裝并提高了更換 效率。能夠對拱橋系桿進行安全更換并達到原有的受力狀態，增加橋梁系桿的安全儲備，并 且能夠進行二次更換，延長橋梁使用壽命，節約工程造價，總體經濟效益和社會效益較好。
【附圖說明】 [0017] 如下：
[0018] 圖1是拱橋系桿的構造示意圖
[0019] 圖2是原拱橋系桿縱斷面示意圖
[0020] 圖3是圖1的K部放大圖
[0021] 圖4是圖3的右向俯視圖。
[0022] 圖5是圖1的y-y剖視圖
[0023] 圖中：1 :臨時錨頭，2 :臨時系桿，3 :吊桿，4 :主拱圈，5-8 :分別為四根系桿的編 號；9 :封錨端，10 :系桿埋在壓漿后的波紋管孔道內的系桿弧線段，11 :系桿變截面后與直 線段的交點，12-15:分別是對稱側四根系桿的編號，16 :埋在人行道板內的系桿直線段， 17:市政管線槽，20 :早強快速混凝土。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖對本發明的實施作進一步的描述。但是應該強調的是，下面的實施 方式只是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及應用。
[0025] 本實施例是要將全橋48根系桿在確保結構安全的前提下進行全部更換，并使更 換后結構荷載達到設計標準值。全橋系桿由48根每根由21束? 15. 24ksi-270級低松弛 鋼絞線組成，系桿端處埋入主拱圈拱腳波紋管內5. 4米，與孔道成弧形均勻布置在96個孔 道內，一端固定另一端張拉，原系桿張拉完成后在96個孔道內均灌注了M40號水泥砂漿進 行了錨固，封錨端采用0. 8米厚C50混凝土進行封閉。對該系桿防護打開檢測發現，防護油 脂皂化嚴重，且存在積水，部分鋼絞線銹蝕嚴重，在更換過程中并發現部分鋼絞線存在斷裂 的現象，已嚴重影響到該橋的正常使用功能，可以說系桿是該類橋梁的"生命線"，如果"生 命線"出現問題將會對整個結構使用安全帶來