某桥斜拉索病害分析及处治建议

焦恒见 罗文林 糜怀谷

摘  要：文章以预应力混凝土斜拉桥为分析对象，分析了斜拉索病害，评估了更换斜拉索的可行性，并给出了处治建议。

关键词：斜拉桥;更换斜拉索;病害分析

中图分类号：U448.27 文献标志码：A         文章编号：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 概况

1.1 桥梁结构概况

某斜拉桥全宽36.5m，跨布置为（70+105）m，上部结构为预应力混凝土现浇单箱三室箱梁，下部结构为桩柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。主梁和索塔混凝土等级C50，斜拉索采用？准7mm高强度平行钢丝束，主跨和锚跨均为14对斜拉索（见图1）。

1.2 斜拉索病害概况

1.2.1 索体。针对本桥的斜拉索外观曾经做过专项检查和维修，主要问题有：索体护套开裂、索体内钢丝外露等病害。

1.2.2 斜拉索锚头。本次检查下锚头共计28对，主要病害如下：（1）下锚头，锚固块内预埋的索管与索体之间的空隙渗漏水，导致锚固螺栓、锚垫板、钢垫块渗漏水，如图2。（2）下锚头，锚头镦头渗漏水，目前查到的是主跨9#索北侧锚头，这个病害很关键，会影响索体的寿命和斜拉索安全，如图3所示。（3）下锚头的锈蚀严重，如图4所示。（4）斜拉索镦头保护层破损、锈蚀病害等，如图5所示。

2 更换斜拉索可行性分析

在不中断交通情况下，为保证更换斜拉索施工安全，每一组斜拉索在拆除工况下，需对全桥进行承载能力状态分析。整体承载能力状态计算斜拉索索力采用设计值，全桥总体模型主梁和主塔采用三维梁单元，斜拉索采用桁架单元。

2.1 拆索前计算分析

依照原设计规范和现行设计规范，从10年成桥状态承载能力极限状态组合来看，塔梁未出现明显拉应力，最大压应力21.6MPa<32.4MPa，斜拉索安全系数在2.5～3.1之间。由此可见，斜拉索在运营阶段，按照标准值组合，斜拉索的安全系数满足规范要求的2.5倍安全系数要求。

2.2 拆索过程计算分析

按承载能力极限状态组合，考虑拆索各个工况下（更换锚跨拉索S1～S14和背跨拉索M1～M14，单独拆除任意一处拉索），塔梁截面几乎没出现拉应力，梁截面最大应力变化范围11.4MPa～14.3MPa，主塔最大应力变化范围15.5MPa～24.4MPa，拉索的最大应力水平在792.7MPa～888.5MPa，主梁和主塔的应力均小于C50混凝土的标准抗压强度32.4MPa，拉索安全系数均超过2.0，满足规范对斜拉索在施工阶段安全系数不小于2.0的要求（见表1）。

3 病害分析及处治建议

该桥斜拉索比较突出的问题如下：（1）下錨端锚固螺栓与锚垫板之间有锈蚀迹象，锚固块内预埋的索管与索体之间的空隙渗漏水，导致锚固螺栓、锚垫板、钢垫块因渗漏水而锈蚀。由此可知，索管内有积水，如果该积水不能顺利排出，有可能会通过索体PE护套接缝渗透进入平行钢丝内部，从而导致索体钢丝锈蚀，长时间作用下会导致斜拉索锚固失效、断裂，影响桥梁结构安全。（2）通过打开锚头将军帽检测发现，部分斜拉索下锚头表面的防护材料（环氧铁砂）破损，导致斜拉索内的平行钢丝墩头锈蚀，存在安全隐患。更为严重的是，主跨9#索北侧锚头打开后发现墩头有积水渗出，说明索体钢丝内部有渗水通道，下锚头索管区段的索体钢丝锈蚀概率较高。（3）针对斜拉索外观PE护套进行过专项检测，发现个别索体存在钢丝暴露、下锚端索管内严重积水等病害。

鉴于以上几点因素，索体内钢丝因渗漏水锈蚀概率较高的为：锚头渗漏水的、PE护套破损的斜拉索。此类斜拉索是本次重点关注和处治对象。索体钢丝最可能出现锈蚀的部位是位于梁体内、下锚头预埋索管区段范围的平行钢丝，因为该区段处于索体最下端，是水体易于汇集区域，而且难以通过有效的手段检测。因此，建议针对索体进水概率较高的斜拉索进行更换，以彻底排除安全隐患。

参考文献：

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[2]吴育苗，蒋湘成，朱利明.斜拉桥斜拉索体系病害分析与处理方案[J].世界桥梁，2013，41（03）：77-80+84.

[3]徐俊，陈惟珍.石门大桥拉索病害检测与分析[J].钢结构，2007（05）：81-84.