丁 杰

(山西交通控股集團有限公司晉城高速公路分公司，山西 晉城 048000)

橋梁運營使用一段時間后，受車輛荷載、氣候、降雨等因素的影響，會逐漸出現(xiàn)很多病害，降低橋梁使用性能，甚至影響行車安全。通過特殊檢查對北深溝特大橋病害進行調(diào)查，確定橋梁存在的特殊病害和常規(guī)病害，發(fā)現(xiàn)部分吊桿安全系數(shù)小于規(guī)范最小值，必須進行更換。結合施工現(xiàn)場實際情況，確定吊桿更換施工方案，并制定監(jiān)控方案在施工過程中開展高程和內(nèi)力監(jiān)控。通過開展施工監(jiān)控，將吊桿更換過程中高程變化、更換前后的橋面高程和吊桿索力控制在合理范圍內(nèi)，達到了設計要求，可用于類似橋梁養(yǎng)護維修工程的參考。

1 工程概況

北深溝特大橋位于山西省S80陵侯高速公路陽城至關門段，橋梁分左、右兩幅，中心樁號為K135+783，橋梁全長683 m，橋面總寬23.0 m。跨徑組合為3×40 m(裝配式預應力混凝土連續(xù)T梁橋)+3×40 m(裝配式預應力混凝土連續(xù)T梁橋)+凈跨260 m(中承式鋼管混凝土拱橋)+4×40 m(裝配式預應力混凝土連續(xù)T梁橋)。

北深溝特大橋于2010年建成通車，隨著路段內(nèi)交通量的逐年增加，加之該橋梁已經(jīng)運營將近10年，由于受到車輛荷載、氣候、環(huán)境等因素的作用和影響，橋梁結構產(chǎn)生了很多病害，已嚴重影響橋梁的正常使用。2018年12月，由具有相關資質(zhì)的檢測機構對橋梁進行了特殊檢查，經(jīng)技術評審確定該大橋技術狀況總體評價為3類，需要進行養(yǎng)護維修。

2 主橋吊桿病害調(diào)查與更換

2.1 主橋吊桿病害調(diào)查結果

主橋部分吊桿錨杯保護罩螺栓缺失、銹蝕，錨杯銹蝕、滲水、積水。特殊檢查中對主橋除吊桿1、吊桿1′(吊桿長度較短不具備頻率法測試條件)外的所有吊桿采用振動頻率法測試索力；2號及2′號吊桿存在安全系數(shù)小于規(guī)范最小值2.5的情況，存在安全風險；其他吊桿安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。

2.2 主橋吊桿病害原因分析

部分吊桿安全系數(shù)偏小的原因主要有：施工成橋后，原始索力分配不均導致；設計計算橋面線型時采取的邊界條件(溫度等)與合攏成橋時狀態(tài)不同，引起索力重分配導致。本項目吊桿體系的腐蝕主要原因是由于部分錨頭吊桿保護罩缺失、保護罩螺栓缺失及保護罩與錨箱結合部銹蝕嚴重等現(xiàn)象，造成雨水從縫隙滲入錨桿保護套內(nèi)，而防腐體系的密封性使水分無法排出或蒸發(fā)，進而造成錨頭銹蝕。

2.3 主橋吊桿更換方案

原橋梁使用的為OVMLZM-Ⅰ型平行鋼絲冷鑄錨體系，為保證新舊吊桿結構類型的統(tǒng)一，更換的部分吊桿仍選用該型號。該體系采用φ7 mm鋼絲作為主受力筋，鋼材強度1 670 MPa，索體通過改進設計采用低應力全防腐型拉索PES(FD)代替HDPE，可有效地提高吊索的安全性及耐久性。主橋吊桿檢測結果并未發(fā)現(xiàn)吊桿鋼束存在明顯銹蝕，因此只對部分破損吊桿進行更換。為了保證同排吊桿內(nèi)力及耐久性的協(xié)調(diào)，對破損吊桿同排吊桿也一并進行更換。本次更換的吊桿包括2號短吊桿(PESC7-73型吊桿，同排共4束)、3號長吊桿(PESC7-61型吊桿，同排共4束)，并在更換后對舊吊桿破損、銹蝕程度進行精確評定，作為整橋吊桿破損程度的參考。

3 主橋吊桿更換施工監(jiān)控方案

橋梁吊桿更換過程中，通常采用內(nèi)力和標高雙控制，并以標高控制為主。北部深溝特大橋吊桿更換施工監(jiān)控以標高控制為主，吊桿標高監(jiān)控包括更換過程中監(jiān)控和更換后監(jiān)控，更換過程中采用量程10 mm百分表進行觀測，標高變化范圍控制在-3 mm～+3 mm之內(nèi)；更換后的標高監(jiān)控采用精密水準儀進行監(jiān)測，控制吊桿更換前后橋面標高差值不得大于1.6 mm[1]。

吊桿更換前，采用精密水準儀對橋面標高進行測量，確定橋面標高的初始位置。另外，根據(jù)高程觀測需要，在吊桿上下吊點等位置布置測點，并合理布置觀測路線。吊桿更換過程中，對橋面標高、被更換吊桿的伸長量和對臨時吊桿加載的油壓表讀數(shù)等進行跟蹤測量[2]。

吊桿更換過程中，采用油壓表測量張拉力，吊桿更換完成后，對該跨吊桿內(nèi)力進行通測，控制吊桿內(nèi)力差值不得超過10%，否則應進行調(diào)整。吊桿內(nèi)力監(jiān)控采用振動頻率法，選用JMM-268索力動測儀，通過敲擊吊桿使其產(chǎn)生振動，收集綁扎在吊桿上部的信號采集器傳遞回來的吊索的自振頻率，確定吊桿內(nèi)力。吊桿更換后，對橋面標高、新吊桿索力等進行測量，并與初始標高和理論索力進行對比，如果發(fā)現(xiàn)存在較大偏差，應及時調(diào)整。

4 主橋吊桿更換施工監(jiān)控結果分析

4.1 吊桿高程監(jiān)控結果分析

4.1.1 吊桿更換過程中高程監(jiān)控結果分析

在吊桿更換過程中，采用臨時吊桿輔助進行體系轉換。吊桿更換過程中采用百分表對各吊點標高進行檢測，檢測結果如表1所示。

表1 吊桿更換過程中各吊點高程變化量統(tǒng)計表 mm

結合表1所示各吊點高程變化量測量結果，最大值為2.9 mm，最小值為1.1 mm，滿足設計要求的標高變化范圍控制在-3 mm～+3 mm之內(nèi)，說明施工過程中吊桿的高程控制滿足要求。另外，根據(jù)表1所示吊桿更換過程中各吊點的高程監(jiān)控結果，吊桿左右吊點高程不一致，最大高差為1.2 mm，不超過2.5 cm。這是由于吊桿更換過程中所產(chǎn)生的施工誤差和高程監(jiān)控過程中產(chǎn)生的監(jiān)控誤差疊加造成的。

4.1.2 吊桿更換前后路面高程監(jiān)控結果分析

分別在橋梁左右兩側布置測點，進行吊桿更換前后高程測量。為了降低溫度對高程監(jiān)控結果的影響，盡量選擇氣溫較低的早晨進行觀測，本項目選擇早晨7:00～8:00進行觀測，吊桿更換前后各吊點高程變化量統(tǒng)計結果如表2所示[3-4]。

表2 吊桿更換前后各吊點高程變化量統(tǒng)計表

結合表2所統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，2號、3號吊桿更換前后各吊點高程差最大值為1.4 mm，滿足設計要求的橋面標高差值不得大于1.6 mm。個別吊點高程差超過了1 mm，這是由于橋面施工機械移動使荷載增大造成的。

4.2 吊桿內(nèi)力監(jiān)控結果分析

在吊桿施工過程中，采用內(nèi)力監(jiān)控進行輔助控制。本項目采用振動頻率法對吊桿索力進行監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控結果進行調(diào)索，同時做好高程控制，2號，3號兩根吊桿更換前后吊桿索力監(jiān)測結果如表3所示[5]。

表3 吊桿更換前后左右吊桿索力監(jiān)測結果

分析表3所列左、右吊桿索力監(jiān)測結果，吊桿更換后左右各吊點索力最大差值為4.27%，最小值為0.29%。更換后左右吊桿索力偏差遠低于規(guī)范要求的10%，說明左、右吊桿索力分布較均勻。

5 結語

結合北深溝特大橋S80陵侯高速公路維修工程，根據(jù)橋梁吊桿病害調(diào)查結果制定主橋吊桿更換方案，并在吊桿更換施工過程中對高程和吊桿內(nèi)力進行監(jiān)控。分析高程監(jiān)控結果，得出吊桿更換過程中高程變化在-3 mm～+3 mm范圍內(nèi)，更換前后橋面高差小于1.6 mm，滿足設計要求。分析吊桿內(nèi)力監(jiān)控結果，更換后吊桿左右側索力偏差最大值為4.27%，滿足設計與規(guī)范要求。綜上所述，主橋吊桿施工過程中采用以高程控制為主，內(nèi)力控制為輔的方式進行吊桿施工質(zhì)量監(jiān)控，分析監(jiān)控結果得出吊桿更換后高程和索力偏差均滿足要求，施工質(zhì)量合格。