国内外悬索桥主缆加固实例研究.pdf

国 内外悬索桥 主缆加 固实例研 究 严 新 江 摘 要：鉴于 目前桥梁加固设计规范对悬索桥主缆评估与加固的不完善性，介绍了国内外悬索桥主缆加固中的更换主 缆、新增主缆以及新增斜拉索等新技术，建议今后在桥梁加固规范中加入主缆加固的相关措施，为进一步完善桥梁加固 规范积累了资料。 关键词：悬索桥，主缆加固，实例研究 中图分类号：U448．25 文献标识码：A 近几十年来，随着交通事业的蓬勃发展，经过我国桥梁建设 2 主缆加固实例 者的不懈努力，已经掌握了设计及修建各种桥型的能力。在悬索 2．1 更换主缆 桥的设计、施工方面，我国虽然起步较晚，但发展很快，尤其是在 PuenteDuarte大桥新的主缆锚 固在 旧地锚后的新地锚上。 20世纪80年代以后，我国的悬索桥建设更是突飞猛进，从世界上 新索鞍安装在跨过1日索鞍的附加结构上，这样在传递荷载时新旧 第一座钢筋混凝土 自锚式悬索桥——大连金湾桥到世界排名第 主缆在垂直方向可相互通过，通过可调长度的临时吊杆将旧主缆 四位的江阴长江大桥，无不令世界瞩 目。但随着我国交通事业的 向上拉 ，新主缆向下拉 ，使主缆达到设计位置，新索鞍将跨过旧索 不断发展，各种车辆的荷载等级也有很大的提高，以及在风、雨、 鞍。这种方案使新旧主缆在荷载转移时能在竖向移位，吊杆通过 洪水、冰冻、温度变化和湿度等 自然因素侵蚀下，有些悬索桥已出 一 个连接在现有索夹上的在竖向可以调节长度的临时杆件来传 现不同程度的损伤，比如主缆松弛、吊杆应力过大的不均匀变化、 递荷载，以保证旧索能够升高，同时千斤顶设备可以把新主缆拉 主梁下挠等，甚至逐渐演变为危桥。对这类桥梁亟需加以检测维 下来。最初的设想是当荷载传到新索时在锚碇中顶起旧索端部 修，采取相应的技术改造措施以保证悬索桥的正常安全运营。 钢丝束，给新背索施力面释放旧背索应力。后来方案修改为向塔 本文首先介绍了国内外此类悬索桥主缆检测与加固的现状， 顶平移索鞍，通过相对新主缆把桁架位置上移来传递部分荷载， 然后给出了世界各国对中小跨径悬索桥主缆加固的实践 ，最后建 然后从索夹中分开钢丝束 ，允许它们从索鞍后面滑过以完成荷载 议今后的桥梁加固设计规范在一定情况下允许对主缆进行加固。 传递，这样不用减小锚碇中索的应力(见图1)。 1 主缆检测与加固现状 一 般认为悬索桥的主缆在适当的防腐工艺下和维护下，在运 营期内可以满足使用要求。然而一方面在恶劣的自然环境 ，往往 导致桥梁运营数十年后 ，主缆的实际状况很差，尤其是早期修建 的悬索桥，由于在对主缆的保护上经验不足，保护漆失效，索股中 的润滑油大部分蒸发，从而导致索股的腐蚀。另一方面，由于交 通量或其他形式流量的日益提高，荷载等级提高后原有主缆安全 图 1 PuenteDuarte大桥 系数将降低，安全系数不应低于规范的限值。目前，悬索桥主缆 在 1998年，法国Aquitaine大桥的监测显示主缆出现严重的 的加固方法有更换主缆、新增主缆和新增斜拉索等方式。其 中， 锈蚀，决定更换主缆。原主缆将由横移桥面外2m的新主缆所取 主缆的更换存在的最大问题是主缆是永久性锚固在锚碇里面的， 代。桥面包括：20m宽的车道、宽1．7m的 自行车道和两边设置 不像斜拉桥的斜拉索在失效后可以很方便地进行更换。在国内， 的栏杆。通过固定在加劲梁上的加宽悬臂，将桥面接到吊索上 悬索桥主缆更换或新增尚未见诸报道，而且 《公路桥梁加固设计 (见图2)。吊索本身通过索卡固定在索夹上，另一端通过锚头固 规范}12．1．2E1J建议悬索桥主缆不宜更换或加强，主缆或锚碇承 定在加劲梁上，为垂直设置。新主缆有回转功能。它由61根股 载能力不足时可降低荷载等级使用。国外进行主缆更换的有多 绳组成 ，即55股正常股缆 ( 0mil1)