汕头海湾大桥吊索病害处治

王江鸿 王修山 唐 全 张宗辉

(1.广东汕头海湾大桥有限公司，广东 汕头 515041；

2.浙江理工大学建筑工程学院，浙江 杭州 310018； 3.中铁大桥(南京)桥隧诊治有限公司，江苏 南京 210061)



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汕头海湾大桥吊索病害处治

王江鸿1王修山2唐 全1张宗辉3

(1.广东汕头海湾大桥有限公司，广东 汕头 515041；

2.浙江理工大学建筑工程学院，浙江 杭州 310018； 3.中铁大桥(南京)桥隧诊治有限公司，江苏 南京 210061)

针对汕头海湾大桥吊索出现的病害类型作了研究，根据不同阶段的病害情况采取了不同的处治措施，并通过吊索更换及钢丝绳的试验进行了检测，科学评价了现有吊索的实际情况，为全桥吊索更换提供决策依据。

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1 项目概况

1.1 桥梁概况

汕头海湾大桥起点位于广东汕头，跨越汕头海湾，连接深圳，是我国第一座现代大跨度悬索桥，开创了我国现代悬索桥先河。大桥于1992年3月28日正式动工兴建，1995年12月28日建成通车。

主桥为154 m+452 m+154 m的三跨双铰支预应力钢筋混凝土箱形加劲悬索桥，主梁采用单箱三室薄壁鱼腹式断面的预应力钢筋混凝土箱梁，由于PC主梁自重较大，吊索顺桥向各吊点按6 m的等间距布置，全桥共计242个吊点。吊索立面采用竖向垂直布置方式，每个吊点处吊索由两根镀锌钢丝绳组成，钢丝绳以倒U方式骑挂在主缆索夹上，钢丝绳的端部嵌有冷铸锚固，锚固在与PC主梁相连接的锚板上。

1.2 病害情况

大桥1995年建成通车，其主要受力部件吊索受当时的投资限制，只是进行了简单的涂装防护。虽然自2000年每年均对吊索进行防腐保养，但因先天不足，吊索病害仍在发展。特别是近年来，病害的发展速度明显加快。主要存在以下病害：

1)吊索钢丝绳、夹具、锚板、减振器的涂装局部老化、剥落；

2)吊索钢丝绳涂装局部表面剥落，钢丝绳锈蚀；

3)多数吊索钢丝绳在锚板部位严重锈蚀，有明显锈坑，如图1所示；

4)吊索钢丝绳与锚板接触部分防水效果较差，打开锚板后内部有明显水渍。

2 病害处置过程

2.1 根部处治

鉴于吊索根部发现存在上述严重病害，对大桥结构安全造成严重的影响，存在严重的安全隐患，委托专业公司采用密封锚块缝隙，并往吊索根部空腔注入防腐油的方案对全桥吊索根部进行临时应急处理，如图2所示。

1)将吊索锚板楔块拆卸后，用高压水对锚头部位冲洗，待干燥后用有机溶剂及细小的工具对根部进行仔细清洗，清洗时应注意将吊索根部的残余油迹、浮锈清除，并把锚块内侧的锈清除。

2)将吊索根部锚块与锚头接触部位采用HM106密封剂进行缝隙密封；将锚块吊索附近(粘贴PVC杯罩位置)的油漆清除干净，并露出金属面，用有机溶剂清洗干净后，刷涂环氧富锌底漆；用环氧胶粘剂将PVC杯罩粘贴在吊索根部；采用HM106密封剂加缠绕玻璃布的方法将杯罩及吊索根部20 cm高的部位进行缠绕密封处理；在楔块的底部开槽预埋排油管，按原样安装，并在安装前在楔块四周涂上密封胶；对吊索根部进行密封，并预埋铜质注油管及排气管；在楔块底部预埋铜质带开关的漏油管，开关起到随机放油的作用。

3)待密封剂硫化后，注入液体防腐油，并密封注油口及排气孔；每隔3个月将吊索根部的防腐油漏出，并重新注入新的防腐油，观察漏出的防腐油中是否含有水及铁锈，及时记录。

该方案仅能起到尽量减少水分顺着吊索流向根部并积聚在锚头处的作用，当吊索锚板处存在积水情况时，可通过漏油开关及时将水排走，避免吊索根部进一步锈蚀恶化，但未能完全避免吊索锈蚀的进一步发展，只能作为临时应急处治措施。

2.2 试验吊索更换

为使换索试验更有针对性和代表性，选择了锈蚀程度、吊索长度、吊索位置、施工难度各不同的上游侧S18，下游侧MS26，MN32，MN11共4组吊索进行吊索更换及试验。

吊索更换前，在桥面设置桁架，支撑于相邻吊索横梁，利用原主梁预制节段吊装施工时设置的吊装孔，将梁体预起吊40 t后，一次更换一根钢丝绳，支撑桁架如图3所示。本次施工按照两种方式进行吊索更换，一种是设置上、下反力梁，通过顶升上反力梁，卸载吊索内力，然后更换单根吊索，如图4所示；另一种是对吊索锚栓接长，在锚板与接长锚栓上设置上、下支撑架，中间布置千斤顶；千斤顶顶升上下支撑架，原锚板的锚栓螺母松开后，更换单根钢丝绳，如图5所示。

根据吊索更换的完成情况，吊索更换所采用两种方式基本可以满足现场吊索不同实际情况，其中反力梁法(方式一)适用于长索及锚头螺栓外露高度小的吊索，接长套筒法(方式二)可适用于短吊索。

2.3 原钢丝绳吊索试验

为了解吊索钢丝绳目前的状态，如剩余承载能力，钢丝绳锈蚀程度等，委托专业检测单位对更换的原钢丝绳吊索进行外观检查、力学性能检测以及锚头解剖并进行评估，检测结果见表1。

其中，钢丝绳力学性能检测中，依据试验结果，钢丝绳最小破断力为1 198 kN，最大破断力为1 429 kN。原设计图纸与当时技术规范GB 1102—1974圆股钢丝绳要求最小破断力为1 356 kN，8根钢丝绳中有5根不满足要求。依据试验结果，钢丝断裂主要发生在钢丝锈蚀位置，当钢丝绳完全破断时，除MN11北侧吊索在样品中部断裂外其余均在原锚头根部断裂。按照原材料检测平均值1 372 kN估算强度损失率，强度损失率最大约12.7%，所以现状钢丝绳破断力不能满足原设计与规范要求，按照理论计算值

计算索力，其中6根安全系数(最小值3.55)不能满足现《公路悬索桥设计规范》(报批稿)要求(安全系数4.0)，以实测索力值计算，最小安全系数为3.15。钢丝绳安全系数不能满足规范要求。

表1 试验检测结果

2.4 全桥吊索更换

根据吊索更换试验的成功实施，结合原钢丝绳吊索试验结果，大桥公司将于2015年对全桥吊索242个吊点484根吊索进行更换，确保桥梁结构和运营安全。

3 结语

汕头海湾大桥至今运营约19年，吊索钢丝绳存在局部锈蚀严重与变形等缺陷，外层钢丝力学性能及钢丝绳整体力学性能下降，相关文献资料也表明这种锈蚀是加速度发展的，对吊索结构安全性极为不利，组织对全桥吊索进行更换是十分必要的。

在我国作为桥梁大桥，与汕头海湾大桥一样处于沿海高腐蚀区的桥梁数量不少，建议应加强吊索等结构的腐蚀性检查及处理，确保结构安全。

[1]铁道部大桥工程局勘测设计院.广东汕头海湾大桥工程施工图设计文件.1992.

[2]JT/T 449—2001，公路悬索桥吊索.

[3]GB 8918—2006，重要用途钢丝绳.

[4]美国交通运输研究委员会执行委员会.悬索桥平行钢丝主缆的检测和强度评估指南.2004.

[5]中铁大桥(南京)桥隧诊治有限公司.广东汕头海湾大桥主桥结构评估技术报告.2011.

中铁大桥勘测设计院集团有限公司，中铁大桥(南京)桥隧诊治有限公司.汕头海湾大桥原钢丝绳吊索检测试验评估报告.2013.

The disease treatment with slings of Shantou Bay Bridge

Wang Jianghong1Wang Xiushan2Tang Quan1Zhang Zonghui3

(1.GuangdongShantouBayBridgeCo.，Ltd，Shantou515041,China;2.ArchitecturalEngineeringInstituteofZhejiangSci-TechUniversity,Hangzhou310018,China;3.ChinaRailwayMajorBridge(Nanjing)BridgeandTunnelInstitute&RetrofitCo.,Ltd，Nanjing210061,China)

According to the disease of the Shantou Bay Bridge sling, take different measures according to different stages, through the replacement of the slings and tested of the wire ropes, the scientific evaluation of the actual situation of the slings to provide the decision-making basis for the whole bridge suspender replacement.

bridge， sling， disease， treatment

1009-6825(2015)21-0131-02

2015-05-12

王江鸿(1982- )，男，硕士，工程师

U457.2

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