系杆拱桥局部更换吊杆索力测定方法研究.pdf

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1、第6期（总第189期）No.6(SerialNo.189)2016年12月CHINAMUNICIPALENGINEERINGDec.2016DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2016.06.007系杆拱桥局部更换吊杆索力测定方法研究张秀永（上海浦公检测技术股份有限公司，上海201201）摘要：系杆拱桥局部吊杆更换能否满足工程要求，能否使换索后桥梁结构恢复原桥状态，原吊杆索力测定是关键。以上海浦东新区某系杆拱桥局部换索工程为例，利用现场有利条件，对系杆拱桥原吊杆索力测定进行探究，采取不同索力测试方法，得到较有意义成果，为换索施工的质量控制提

2、供依据，保障换索施工成功实施。关键词：系杆拱桥；局部换索；索力测定；应变测试法；现场张拉法中图分类号：U448.225文献标志码：A文章编号：1004-4655（2016）06-0020-031工程概况桥梁安全，需局部进行吊杆更换（见图2）。随着我国交通事业的迅速发展，系杆拱桥作为一种美观实用桥型得到较多运用。作为系杆拱桥主要承重构件的吊杆，其设计年限为15～20a。根据桥梁检测和事故调查资料可知，目前已有较多系杆拱桥的吊杆运营时间已接近或达到设计年限。另一方面，由于养护措施不到位、设计防水不到位等因素，吊杆普遍存在索体HDPE护套过早开裂、破图1浦东新区某系杆

3、拱桥概貌损，下端预埋管进水、锚头及钢丝腐蚀等病害，甚至其内部钢丝存在严重锈蚀，具有锈断、脱锚风险，严重威胁桥梁安全。本次工程为上海浦东新区某系杆拱桥局部换索，主桥为下承式系杆拱桥（见图1）。该桥计算跨径为85m，三榀拱肋各设有15根吊杆，间距5m，全桥共有45根吊杆。中拱肋和边拱肋吊杆拉索分别由低松弛镀锌钢丝组成，预应力钢丝标准强度为图2Z1吊杆锚头锈蚀状况1670MPa，拱肋端为吊杆固定端，系梁端为吊对于系杆拱桥局部吊杆更换，原吊杆力的确定杆张拉端，两端均采用冷铸锚。该桥吊杆体系运是换索能否成功的关键。原吊杆索力测试结果是确营年限已近14a，由于养护不到位、设

4、计防水有定新吊杆张拉力的主要依据，索力测试的准确与否缺陷等因素，造成部分吊杆锚头严重锈蚀，危害直接关系到系杆拱桥换索施工控制的有效实施，因此必须准确测定旧吊杆索力。本次对吊杆原索力的确定主要采用3种方法：频率测定法、现场张拉法以及应变测试法。收稿日期：2016-10-242吊杆原索力测算作者简介：张秀永（1982—），男，工程师，硕士，主要从[1]事桥梁检测与评估、施工监控、加固设计与施工等桥梁技术2.1频率测定法咨询工作。利用索在张紧、低阶振动模态下，采用拉索索20张秀永：系杆拱桥局部更换吊杆索力测定方法研究2016年第6期力与基频平方成比例的理论计算索力。使

5、用精密拾按照各吊杆所测钢丝平均值计算吊杆索力，可振仪拾取拉索的振动信号，经过滤波、放大和频谱知D10、Z1、x15等吊杆的索力分别为1072kN、分析，根据频谱图确定拉索自振频率得出索力。此460kN和382kN。根据应变测试结果可知，Z1、方法适应范围广，是目前索力测试普遍采用的方x15两根边吊杆和D10中吊杆钢丝应变的相对平法。假设索的两端为铰支，则该微分方程为均偏差分别为21%、63%和6%，表明中吊杆钢丝22222T=4mL[fn/n]-nEiπ/L（1）应变测试值离散性较小，钢束钢丝受力相对均匀；式中：T为索力，kN；m为索单位长度的质量，边吊杆各钢丝

6、应变测试值具有较大的离散性，钢丝kg；L为索长，m；fn为索的第n阶自振频率，受力极其不均匀。根据现场检查发现，此2根边吊Hz；n为索自振频率的阶数；Ei为索的抗弯刚度，杆均存在个别钢丝呈松散状态，说明边吊杆钢丝应2kN·m。力的不均匀性，与测试结果具有一致性，与部分相[3]频率测定法中，索长的选取是索力确定的关键。关研究的结论也相同。应变测试法测定原吊杆这是因为索的边界条件实际上是介于铰接和固接之索力受钢丝应力均匀性制约，其对边吊杆索力测试间，以及减震器的设置，索在构造上由于设置刚性的准确性造成较大影响，而中吊杆的索力测试结果锚头，缩短拉索动力计算长度。索长的

7、修正在工程具有较好的准确性。上一般是凭经验进行，经大量实际资料推导可用下2.3现场张拉法[2]式修正索长：现场张拉法是在旧吊杆张拉端现场安装千斤顶L=L0-T·（S1+S2）（2）进行分级张拉，通过精密压力表或液压传感器测定式中：L0为索两锚固点之间的弦长，m；T为调整油缸的液压，利用油压面积一定时，液压与张拉力系数，可取0.35～0.48；Sl、S2为索两端刚性长度成正比，用标定后的油压表读数推导千斤顶的张拉（锚环长），m。力，亦可在张拉端安装压力传感器，精确测试千斤根据旧吊杆更换和新索张拉过程中频率测定法顶张拉力。而后，在吊杆进行分级张拉过程中，监测试结果可

8、知，新索的千斤顶张拉力与