人行天橋吊桿更換施工技術(shù)

張立強(qiáng)

(太原市市政公共設(shè)施管理處，山西太原 030009)

1 橋梁概況

太原市某人行天橋?yàn)橐蛔谐刑峄@式系桿拱人行天橋，主要結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土拱肋、橋面系、人行梯道和基礎(chǔ)四部分組成。該橋修建于1988年，原設(shè)計(jì)人群荷載為4 kN/m2。

該橋南北兩側(cè)各設(shè)置一榀鋼筋混凝土拱肋，拱跨45 m，拱斜向高度17.6 m，垂直高度13.97 m，拱腳部分為2.6 m長(zhǎng)的變截面直線段，其余部分為變截面懸鏈線曲線段。兩榀拱肋成50°水平傾角，拱頂靠攏并固結(jié)在一起，兩拱肋在橋兩端部設(shè)兩道鋼筋混凝土橫梁。

橋面系由一縱向橋面和兩橫向橋面組成，平面呈Ⅰ字形?？v、橫向橋面總寬均為4.4 m，橋面凈寬均為4.0 m。

縱向橋面為全焊接鋼結(jié)構(gòu)，由主梁、懸臂梁、吊梁、橋面板和吊桿等組成，呈單主梁雙懸臂結(jié)構(gòu)。主梁全長(zhǎng)39 m，斷面為1.0 m× 0.424 m的箱形鋼結(jié)構(gòu)，主梁中間由三對(duì)鋼吊桿通過(guò)焊接在主梁上的吊梁懸吊于拱肋上，整個(gè)橋面系分為四跨不等跨連續(xù)梁。吊梁截面為Ⅱ字形變截面梁，截面高度0.4 m～0.25 m，長(zhǎng)度1.7 m。懸臂梁焊接于主梁兩側(cè)，為Ⅰ字形變截面梁，截面高度0.258 m～0.108 m，懸臂長(zhǎng)度1.7 m。橋面板與主梁、懸臂板和吊梁焊接成整體結(jié)構(gòu)。吊桿作為橋面系與拱肋之間的傳力構(gòu)件，將橋面荷載傳至拱肋。橫向橋面為鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)，由橫梁、懸臂梁和橋面板等組成。橫梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，截面為0.6 m× 0.5 m，梁長(zhǎng)14 m。懸臂梁為Ⅰ形變截面梁，截面高度0.258 m～0.108 m，懸臂長(zhǎng)1.9 m。橋面板焊接于懸臂梁上與兩側(cè)橫向橋面板形成整體。

2 病害情況

1)混凝土拱肋表面局部存在起殼、脫落、露筋銹蝕現(xiàn)象。

2)6根吊桿銹蝕，特別在吊桿下端錨固件局部銹蝕嚴(yán)重，吊桿變形，中吊桿間橫撐受力后彎曲變形。

3 更換吊桿施工工藝

為確保吊桿的正常使用，保證結(jié)構(gòu)承載能力，需對(duì)3對(duì)吊桿進(jìn)行更換。吊桿更換采用臨時(shí)吊桿法，可同時(shí)保證橋梁各部位的內(nèi)力和應(yīng)力不發(fā)生過(guò)大的變化，而且可以保持橋梁的線形，如果有必要還可以通過(guò)調(diào)整吊桿索力來(lái)調(diào)整橋梁的線形。此次更換的吊桿包括兩對(duì)邊吊桿和一對(duì)中吊桿和一根壓桿，采用逐對(duì)拆除、更換的方法，吊桿更換施工順序?yàn)椋?/p>

1)拆除、更換東側(cè)邊吊桿。

2)拆除、更換西側(cè)邊吊桿。

3)拆除、更換中吊桿。

施工工藝：

1)在橋面上所要更換的吊桿處搭設(shè)臨時(shí)支架。

2)在所要更換吊桿處拱肋上表面打磨出10 mm深度的卡槽，以保證三角墊塊在施工過(guò)程中不會(huì)滑動(dòng)。

3)將三角墊塊放置在打磨好的拱肋卡槽中，上面放置臨時(shí)鋼橫梁，臨時(shí)鋼橫梁架設(shè)時(shí)應(yīng)采取措施，保證其穩(wěn)定性。

4)在橋面系上按設(shè)計(jì)位置切割出臨時(shí)吊桿需要穿過(guò)的圓孔，在吊桿更換完成后，須將切割下的鋼板與原橋面鋼板焊接并打磨平整。

5)在橋下搭設(shè)臨時(shí)支架，將臨時(shí)吊桿通過(guò)橋面圓孔穿過(guò)橋面系上下的臨時(shí)鋼橫梁，同時(shí)穿過(guò)放置在橋面系上面鋼橫梁上的千斤頂，安裝監(jiān)控設(shè)備，共需4根臨時(shí)吊桿和4根臨時(shí)鋼橫梁。用螺母將臨時(shí)吊桿與鋼橫梁固定。更換邊吊桿的臨時(shí)鋼橫梁和臨時(shí)吊桿布置見圖1。

圖1 邊吊桿臨時(shí)鋼橫梁和臨時(shí)吊桿布置示意圖

6)張拉千斤頂至設(shè)計(jì)值，通過(guò)計(jì)算邊吊桿更換時(shí)每根臨時(shí)吊桿要張拉至 40 kN，中吊桿更換時(shí)每根臨時(shí)吊桿要張拉至36.5 kN，此時(shí)，原吊桿處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)，且另外兩根吊桿的應(yīng)力和橋面系鋼板應(yīng)力均無(wú)太大變化。臨時(shí)吊桿張拉必須逐級(jí)進(jìn)行，每次張拉值不得大于總索力的20%，持荷時(shí)間間隔不小于5 min。張拉到位后，通過(guò)螺母將臨時(shí)吊桿固定。

7)拆除舊吊桿，在拆除前后要對(duì)吊桿處的橋面系標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，以保證橋面線形和新吊桿能夠精確安裝，若拆除前后標(biāo)高有差異，可通過(guò)張拉千斤頂進(jìn)行調(diào)節(jié)。千斤頂張拉至設(shè)計(jì)值之后，原吊桿處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)，此時(shí)通過(guò)拆除原吊桿上的錨固件將其拆除。

8)安裝新吊桿，安裝完成后千斤頂卸載。卸載同樣采取逐級(jí)進(jìn)行，每次卸載總索力的20%，直至臨時(shí)吊桿上的力全部卸載。

9)臨時(shí)吊桿上的力完全卸載后，測(cè)量橋面系線形，若線形與更換前有差異，可通過(guò)新吊桿上的調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行調(diào)節(jié)。為保證調(diào)節(jié)螺桿不產(chǎn)生滑動(dòng)，可在全橋吊桿更換完成并調(diào)整完橋面系線形后，將調(diào)節(jié)螺桿與其連接的吊桿焊接。

10)完成后拆除臨時(shí)鋼橫梁、臨時(shí)吊桿和臨時(shí)支架，橋面系下面臨時(shí)支架拆除前應(yīng)先將吊桿下部端頭防腐工程做好。

11)重復(fù)上述工序更換另外一對(duì)邊吊桿。

圖2 中吊桿臨時(shí)鋼橫梁和臨時(shí)吊桿布置示意圖

12)更換中吊桿時(shí)，由于拱頂有混凝土連接塊，可將臨時(shí)鋼橫梁直接架立在拱頂連接塊上，從而不設(shè)三角墊塊，若鋼橫梁有傾斜，可通過(guò)加墊調(diào)平鋼板進(jìn)行調(diào)平，中吊桿臨時(shí)吊桿布置見圖2，其余工序與邊吊桿的更換一樣。中吊桿更換時(shí)，由于千斤頂放置于兩拱肋外側(cè)，應(yīng)采取措施保證臨時(shí)鋼橫梁的穩(wěn)定性，千斤頂張拉要同步緩慢進(jìn)行，張拉過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)受力不均，應(yīng)立即停止張拉，調(diào)整后重新進(jìn)行。

［1］ CJJ 11-93，城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則［S］.

［2］ CJJ 69-95，城市人行天橋及人行地道技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］ JTG/T J22-2008，公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］ JTG/T J23-2008，公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［5］ JTJ D60-2004，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范［S］.