庐山石门涧悬索桥大修加固施工方案探讨
2018-03-05
0.工程简介
石门涧人行悬索桥桥跨105m、桥宽2.5m、矢跨比1/11.2，93年建成交付后成为庐山石门涧景区的一景。本次大修加固工程是为了确保桥梁的长期安全性，对已严重腐蚀的主缆钢丝和无法检查的锚锭进行更换处理。
本次大修加固工程主要内容有：更换主索、锚锭、桥面板和人行栏杆，对大桥的基础、索塔、钢管主桁梁只做维修、除锈、刷漆和涂装。
1.总体施工方案
庐山石门涧悬索桥大修加固工程总体施工流程：施工准备→岩锚、新索鞍、交换梁、锚座施工→新主索、新锚索安装→新索夹、新吊杆安装→主桁梁除锈、刷漆→桥面板预制→旧索、旧吊杆拆除→旧桥面板拆除、新桥面板安装→旧栏杆拆除、新栏杆安装→全桥线型调整→交工验收。
2.分项工程施工方案
2.1新建预应力岩锚施工方案
预应力岩锚采用钻机钻孔，液压千斤顶张拉，张拉采用伸长量与张拉力双向控制。岩锚直径180mm，采用14根直径15.24mm无粘结钢绞线集束，其锚固段内锚头组数共为4组，每组锚头分布3-4根钢绞线。施工流程为锚杆孔测量放线、钻孔设备、钻机就位、钻进方式、钻进过程、孔径孔深、锚杆孔清理、锚杆孔检验、锚杆体制作及安装、锚固注浆、锚杆张拉。
2.2锚座、交换梁施工方案
全桥共有4个交换梁及锚座，锚索检查井采用C20混凝土，下设浆砌片石基础。锚座、交换梁采用C40混凝土，下设C20混凝土垫层。自落式砼搅拌机生产砼，人工手推车入仓，小型振动棒振捣。可先行施工离砼搅拌机较近的锚座，另一侧锚座通过旧桥桥面运输到位后入仓。施工时，必须严格按照锚具厂家要求埋入锚具预埋件后方可浇注交换梁入锚座砼。主缆索锚具及配件选用法尔胜公司生产的FASTEN250Ф15-19，全桥共计4套。混凝土施工应避开下雨时段进行，浇筑完成后应及时进行养护。
2.3新加高索鞍施工方案
新加高索鞍施工采用支架施工法。即搭设钢管支架至塔顶，在塔顶形成施工平台，进行索鞍的加高施工。
施工时先将新老混凝土结合表面凿毛，凿毛深度为5-6mm，新加高索鞍钢筋安装，应先在原有盖梁顶面进行植筋，植筋钻孔直径比所植钢筋直径大4mm，深度为200mm。新植钢筋与构建钢筋焊接时，其焊点距基材混凝土表面应大于15d，且应采用冰水浸渍的湿毛巾包裹植筋外露部分的根部。在索鞍两端，转向器正上方2cm处预留一个Ф7mm高强钢丝圆环用来与索夹防滑钢丝搭接。
模板采用小型钢模，确保结构尺寸与外观质量。索鞍混凝土标号为C40，采用人工提升到塔顶，人工灌注入仓，小型振动棒振捣。
为防止旧主索拆除时主塔受力的不均匀状态出现，暂时不让砼封闭固结旧主索，方便拆旧主索时旧索能在旧索鞍上滑动，对主塔不产生偏向水平力。因此浇筑新索鞍时将旧主索与砼隔开，在旧主索拆除后再用等标号砼堵塞。
2.4主索更换施工方案
主索的更换采用在原有主索同一水平面两个索夹处铺设钢管并与索夹连接牢靠，在钢管上铺设竹排架通过特制钢凳规整并架设主索的施工方法。新索运至搭设的竹排架上，由牵引器和牵引绳先由桥中向两端展开牵引到主塔，再牵引到锚座交换梁处。新索采用单根钢绞线牵引，待单根主索钢绞线牵引全部完成后，再进行排束、归整而安装索夹和索夹防滑拉杆。为保证新索体系转换时的受力均匀，应在两个塔顶设置一定的预留索量便于调索。
新索的下料长度应根据设计计算的无应力状态下的跨中、塔顶、及岩锚交换梁新索锚点的位置精确定位，考虑原桥塔顶已存在一定偏位和锚索角度与原设计不全吻合的情况，必要时可通过交换梁上锚固处对新索进行张拉，以调整塔、索的位移。
新索架设工作的全过程必须在厂家指导监督下进行。新索由离开直到架设完毕必须有专人负责全程运送、保护、监督，对钢绞线外层的PE套不得损坏。
旧索拆除要待新索完成受力转换后方可进行。
2.5吊杆、索夹更换施工方案
主索安装定位完成后进行吊索、索夹安装，吊索、索夹全桥共计68副。所有索夹、吊杆、螺母、防滑钢丝均应热镀锌处理。索夹安装时应垫一层软质橡胶片，使钢绞线的PE护套不致被夹坏。
新吊杆与新索夹的安装也在满铺支架上进行。必须严格按照设计的要求进行安装。索夹安装时先由跨中向两端逐段归并整理成正六角形集束，其中上层中间位留作防滑牵引拉杆用，用索夹和不锈钢窄夹片夹紧成型，真至通过索鞍到岩锚交换梁处锚固牢靠，索夹安装时应先确定中跨中点和边跨靠近主塔第一个索夹的位置。根据设计提供的各索夹中心在主缆无应力状态下的线性长度直接用钢尺丈量做好标识，最后利用全站仪复核各点坐标。安装索夹时采用电动扭矩扳手拧紧索夹螺栓。索夹螺栓采用高强度螺栓，高强度螺栓的拧紧应分初拧和终拧。
安装新吊杆时，通过下吊点上螺帽进行调整吊杆受力，吊杆调整时采用电动搬手，待新吊杆受力均匀后，再由跨中向两端对称逐根卸除老吊杆。如此时桥面主梁标高与设计标高相差太多时，则应将主桁架接头焊缝解除后再进行主梁设计标高调整，具体焊缝解除部位根据施工现场实际情况而定完成后再焊接恢复。
旧吊杆、旧索夹拆除可与旧主索拆除一并进行，先拆除吊杆与主桁梁的联接，把主索分段拆除后，搬离桥面，分解，运送出场。
2.6其他维修加固项目施工方案
人行道桥面板全桥共有：1、2号板各101块，1a号板2块。采用一次压花纹成型。在预制1号板时，在其两端中间现浇20×20cm方形立柱底座，高6cm，以便预埋钢板，使栏杆立柱能牢靠的焊接在预埋钢板上，主筋必须置于底部，不得倒置。
人行道桥面板采用集中预制，人工抬运至桥位安装的施工方法。面板采用C40混凝土，结合主桥拆铺进度要求，投入预制钢模为10套，当预制板混凝土强度达到设计强度的75%时，方可起吊拆模。桥面板由两端向跨中对称进行，每拆一块旧桥面板，即安装一块新桥面板，以减少主梁的变形。人行道板铺设完成后进行调整，应铺设平稳、板面平整，无明显损伤、排列均匀，人行道板相邻高差不大于3mm，板与板之间预留2cm伸缩缝。
人行道栏杆横杆采用Ф38×3.0mm钢管，主立柱采用Ф50×3.5mm钢管，立柱采用Ф25×2.5mm钢管，横杆采用Ф38×3.0mm钢管，扶手采用Ф50×3.5mm钢管。所有钢管在工厂喷砂除锈、镀锌防腐。钢管主立柱与预埋在人行道面板上的M-1钢板焊接牢靠。栏杆扶手调整应水平成一线，平直，扶手在10m长度范围内，矢度不大于10mm。栏杆平直，无弯曲现象，焊接处要平顺。每30米检查一处。
主桁梁除锈刷漆施工采用桥面吊挂钢梯和木板脚手架，在主桁梁下方形成施工作业平台进行施工。
2.7监测监控方案
本项项目的监测主要是测量监测，由设计及监控单位提供具体数据及施工方案。监测包括两个方面，一是对施工过程中的关键工序进行实时跟踪监测，确保关键施工的安全、可靠和施工质量；二是阶段性状态监测，当施工到某一相对稳定的状态时，测试结构的线型、变位、应力状态和动力特性。针对该桥的特殊性，建议进行结构的线型、变位、应力状态和动力特性的监测。
对本项目进行对比施工模型计算和阶段性监测的实测值，分析偏差原因，利用模型段的实测参数和动力特性的测试分析参数，并考虑环境作用的影响，对下一步施工的结构变形和应力状态进行预测，确定下一阶段的调整量。
3.结语语
本工程专业技术含量高，施工质量、施工安全和环境保护要求严格，要求必须由有资质和类似工程施工业绩的施工单位负责承建。本工程于2011年4月10日开工，2011年8月10日竣工，工期4个月，在我公司精心组织下顺利完成，创造了精品工程。
