某橋斜拉索病害分析及處治建議

焦恒見 羅文林 糜懷谷

摘? 要：文章以預應力混凝土斜拉橋為分析對象，分析了斜拉索病害，評估了更換斜拉索的可行性，并給出了處治建議。

關鍵詞：斜拉橋;更換斜拉索;病害分析

中圖分類號：U448.27 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）29-0133-02

Abstract： Taking the prestressed concrete cable-stayed bridge as the analysis object， this paper analyzes the cable diseases， evaluates the feasibility of replacing the cable， and gives some suggestions for treatment.

Keywords： cable-stayed bridge; replacement of stay cables; treatment suggestions

1 概況

1.1 橋梁結構概況

某斜拉橋全寬36.5m，跨布置為（70+105）m，上部結構為預應力混凝土現澆單箱三室箱梁，下部結構為樁柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎。主梁和索塔混凝土等級C50，斜拉索采用？準7mm高強度平行鋼絲束，主跨和錨跨均為14對斜拉索（見圖1）。

1.2 斜拉索病害概況

1.2.1 索體。針對本橋的斜拉索外觀曾經做過專項檢查和維修，主要問題有：索體護套開裂、索體內鋼絲外露等病害。

1.2.2 斜拉索錨頭。本次檢查下錨頭共計28對，主要病害如下：（1）下錨頭，錨固塊內預埋的索管與索體之間的空隙滲漏水，導致錨固螺栓、錨墊板、鋼墊塊滲漏水，如圖2。（2）下錨頭，錨頭鐓頭滲漏水，目前查到的是主跨9#索北側錨頭，這個病害很關鍵，會影響索體的壽命和斜拉索安全，如圖3所示。（3）下錨頭的銹蝕嚴重，如圖4所示。（4）斜拉索鐓頭保護層破損、銹蝕病害等，如圖5所示。

2 更換斜拉索可行性分析

在不中斷交通情況下，為保證更換斜拉索施工安全，每一組斜拉索在拆除工況下，需對全橋進行承載能力狀態分析。整體承載能力狀態計算斜拉索索力采用設計值，全橋總體模型主梁和主塔采用三維梁單元，斜拉索采用桁架單元。

2.1 拆索前計算分析

依照原設計規范和現行設計規范，從10年成橋狀態承載能力極限狀態組合來看，塔梁未出現明顯拉應力，最大壓應力21.6MPa<32.4MPa，斜拉索安全系數在2.5～3.1之間。由此可見，斜拉索在運營階段，按照標準值組合，斜拉索的安全系數滿足規范要求的2.5倍安全系數要求。

2.2 拆索過程計算分析

按承載能力極限狀態組合，考慮拆索各個工況下（更換錨跨拉索S1～S14和背跨拉索M1～M14，單獨拆除任意一處拉索），塔梁截面幾乎沒出現拉應力，梁截面最大應力變化范圍11.4MPa～14.3MPa，主塔最大應力變化范圍15.5MPa～24.4MPa，拉索的最大應力水平在792.7MPa～888.5MPa，主梁和主塔的應力均小于C50混凝土的標準抗壓強度32.4MPa，拉索安全系數均超過2.0，滿足規范對斜拉索在施工階段安全系數不小于2.0的要求（見表1）。

3 病害分析及處治建議

該橋斜拉索比較突出的問題如下：（1）下錨端錨固螺栓與錨墊板之間有銹蝕跡象，錨固塊內預埋的索管與索體之間的空隙滲漏水，導致錨固螺栓、錨墊板、鋼墊塊因滲漏水而銹蝕。由此可知，索管內有積水，如果該積水不能順利排出，有可能會通過索體PE護套接縫滲透進入平行鋼絲內部，從而導致索體鋼絲銹蝕，長時間作用下會導致斜拉索錨固失效、斷裂，影響橋梁結構安全。（2）通過打開錨頭將軍帽檢測發現，部分斜拉索下錨頭表面的防護材料（環氧鐵砂）破損，導致斜拉索內的平行鋼絲墩頭銹蝕，存在安全隱患。更為嚴重的是，主跨9#索北側錨頭打開后發現墩頭有積水滲出，說明索體鋼絲內部有滲水通道，下錨頭索管區段的索體鋼絲銹蝕概率較高。（3）針對斜拉索外觀PE護套進行過專項檢測，發現個別索體存在鋼絲暴露、下錨端索管內嚴重積水等病害。

鑒于以上幾點因素，索體內鋼絲因滲漏水銹蝕概率較高的為：錨頭滲漏水的、PE護套破損的斜拉索。此類斜拉索是本次重點關注和處治對象。索體鋼絲最可能出現銹蝕的部位是位于梁體內、下錨頭預埋索管區段范圍的平行鋼絲，因為該區段處于索體最下端，是水體易于匯集區域，而且難以通過有效的手段檢測。因此，建議針對索體進水概率較高的斜拉索進行更換，以徹底排除安全隱患。

參考文獻：

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