中铁十一局集团桥梁有限公司
摘要：现代建筑技术飞速发展，大跨度的锚式斜拉桥也越来越多，但是在现实中，很多跨度较大的锚式斜拉桥都出现了斜拉索的拉力和设计理论值不符的情况，为了保障斜拉桥的使用寿命，我们特别对大跨度锚式斜拉桥的换索技术进行了研究，本文就从更换大跨度锚式斜拉桥索的方案以及施工过程中应注意的问题两个方面出发进行了具体研究，供大家参考。
关键词：大跨度；锚式斜拉桥；换索；施工技术
前言
近几年。我国经济飞速发展，很多道桥都取消了收费站，但是，随之而来的却是通行的车辆大幅度的增长，这其中，难免还会出现一些超重的卡车，这就给大跨度锚式斜拉桥的承载力带来了非常大的挑战，研究显示，很多斜拉桥的桥索都锈蚀严重，存在着非常大的安全隐患。本文就针对大跨度锚式斜拉桥换索施工技术进行具体研究，希望能给大家一些启发。
1更换大跨度地锚式斜拉桥索的方案
1.1选择合适的斜拉索规格
以往，很多的斜拉桥索使用的都是热挤PE保护套。对此，有研究显示，这种保护套在良好的大气环境中及良好的质量条件下，使用寿命最长为30年。而如果PE保护套本身的质量就存在问题的话，再加上现在污染严重的大气条件，其使用寿命就会大大减少。此外，以往在斜拉桥建设过程中，采用的多是没有镀锌的光面钢丝，一般情况下，这种钢丝一旦出现了锈蚀的情况，其拉力就会大幅度下降[1]。
对此，我们就可以采用等强度换算原理，重新设计拉索的规格。在重新设计拉索的过程中，可以考虑选用镀锌的平行钢丝，有效地提升钢丝的抗腐蚀能力，同时采用全防水结构，防止钢丝在潮湿的环境下受到腐蚀，而出现拉力下降的问题，进而有效地提升拉索的使用寿命（图1）。
1.2斜拉桥换索的施工流程
在对大跨度锚式斜拉桥进行换索施工的过程中，必须要遵循以下原则：
第一，优先更换病害问题严重的桥索。即使在短期内，存在病害问题的桥索依然能够正常工作，但是，在对病害桥索附近的其他桥索进行更换的时候，很可能会出现病害桥索承受的重量突然增大的问题，进而导致病害桥索突然断裂的情况发生。因此，在正式展开斜拉桥桥索换索工作之前，一定要对桥索的病害情况有充分的了解，对桥索的病害程度由重到轻进行编号，优先对病害问题严重的桥索进行更换[2]。
第二，桥索更换一定要坚持对称原则，也就是要按照单塔对称、双塔反对称的原则对桥索进行更换，一个桥塔上同一编号的一对桥索一定要同时进行更换，直至斜拉桥上全部的桥索更换完毕。
第三，一定要按照先更换长索，后更换短索的顺序来对斜拉桥的桥索进行更换，最先更换距离桥塔最远的拉索，依次向桥塔方向靠近，最后更换距离桥塔最近的拉索。
2大跨度锚式斜拉桥换索施工过程中应该注意的问题
2.1设备准备过程中需要注意的问题
在对桥梁的斜拉索进行更换的过程中，用到的临时施工设备主要包括牵引提升设备和施工平台两种。在塔内的直线范围，除了可以在靠岸边一侧的横桥方向布置楼梯以外，还可以对塔内的空间进行充分利用，在这些剩余的空间中酌情安装塔内升降平台（图2）。在对南侧塔顶和和北侧塔顶进行施工的过程中，也可以分别安装提升支架，为接下来挂设斜拉索的工作做好充分的准备。在对斜拉桥进行换索施工的过程中，一定要重点关注斜拉桥的侧支架位置，观察其是否有损坏的迹象，并做好对斜拉桥侧支架的维修和养护工作，在此过程中，要对支架上方的滑轮组进行重新更换，方可进行下一步的工作[3]。除此之外，为方便施工，还需要在桥下的位置安装移动挂蓝，在安装以及拆除锚环锚头的时候，清理下锚头铁锈的时候，都会用到。
图2
2.2旧索放张过程中需要注意的问题
一般情况下，在斜拉桥桥索换索的施工过程中，都会将其桥梁的方向作为固定端，将桥塔的方向作为张拉端。在正式开始对旧的桥索进行放张之前，需要先利用事先安装好的吊篮对桥索上的减震器进行拆除，借助桥塔内的升降平台以及桥梁下部事先安装好的施工平台对之前安装在旧桥索锚头位置的防水罩进行拆除，将锚头上面的防腐油脂清理干净，同时再根据施工方案，在锚头的位置安装放张设施。出于安全考虑，为了确保桥梁、桥塔能够对称均衡受力，在对旧索进行放张的过程中，一定要按照成对的顺序进行。依照我们之前采用频谱法测出来的索力数据，按照单塔对称，双塔反对称的顺序对桥梁的斜拉索进行分级放张。在拆卸旧的斜拉索的过程中，既要控制好斜拉索的索力，又好控制好锚头的回缩量，锚头每次回缩的距离至多5cm[4]。在对旧索进行放松的过程中，对于两侧松张的索力一定要密切关注，确保同步变形，防止桥塔两侧因偏载问题而出现受力不均衡的情况。在对斜拉索进行分级张拉的过程中，要注意记录下锚垫板和锚固螺母将要移动时的启动索力数值，同时，将放张过程中压力传感器的测量值记录下来，对比我们之前用频谱发测得的数值，进而对斜拉索的索力进行精确的测量。除此之外，还要密切关注梁体应力的数值变化情况，保证换索过程中斜拉桥的结构安全。
2.3旧索拆除过程中应注意的问题
在拆除斜拉桥的旧索的过程中，由于长索的拉力要普遍大于短索的拉力，所以长索的放张行程也要普遍长于短索，就可以借助钢绞线软牵引的方式将塔端的锚头移出索导管；在斜拉索上部的位置，距离梁端索导管5cm左右的位置使用哈弗夹，并将其与卷扬机的牵引系统连接到一起，从塔顶端位置取出斜拉索的锚头，借助牵引卷扬机和桥面放索小车的力量，平稳地将旧索放到桥面上。而对于桥梁端的旧索锚头，则可以使用吊机结合卷扬机的方式进行拆除[5]。
2.4安装新索过程中应该注意的问题
首先，要对新的斜拉索进行展索。经有关部门检验合格的成品斜拉索需要通过汽车运送到斜拉桥换索施工现场。由于斜拉索在运送的过程中是成盘放置的，使用之前就先要将用50t的吊机将斜拉索放置在专用的索盘上，在正式开始操作之前，一定要注意锚杯和锚头必须在索盘上部的位置。在吊起成盘的斜拉索的时候，至少需要并排设计3个起吊点，并安装专用的吊装带。先用汽车将锚头吊起来，并将其放置在展索滑车上面，借助卷扬机的力量牵动展索滑车向前运动，进而带动展索索盘一起转动，拉出索体。并将张拉杆、内衬套以及哈弗夹安装好，和塔顶提升系统连接在一起。
其次，在安装斜拉索的过程中，首先要借助塔顶提升系统的力量将斜拉索上锚头拉升至需要安放的索导管的位置，并将斜拉索的上锚头放进索导管中，按照同样的方法将下锚头放进索导管中，并进行加固处理。但是在实际的操作过程中一定要注意，由于长索比较重，梁端又具有较强的牵引力，因此需要在塔端的位置安放软牵引设备，并使上锚头下降一段距离，进而有效地防止因梁端的牵引力过大而产生施工安全问题。
2.5调整索力过程中应该注意的问题
调整索力的时候，一定要注意先选择合适的测量基点，所选择的测量基点一定要具有较强的稳定性，确保平面坐标和标高都不容易因外力作用而发生变化，以保证在施工过程中开展的线行监控工作能够顺利开展。在正式进行索力调整之前，一定要重新测量主梁的标高和桥上斜拉索的索力，并将其作为最终确定斜拉索索力数值的依据。索力测量工作一般在将旧桥索减震器拆除之后的一段时间进行，依然使用频谱法进行测量，同时密切关注桥塔和桥梁的应力变化，保证测量数据的准确性，在测量过程中，一定要保证斜拉索各部分的温度相似，对于超过索力标准的斜拉索索力进行调整，一直到斜拉索的索力全部符合设计图纸上的规定值为止。
2.6换索过程中工期的控制
在对斜拉桥的桥索进行更换的过程中，一定要严格按照工程方案的要求来执行，一次至多更换两根斜拉索。以一天更换一根斜拉索的速度进行最为稳妥，如果因特殊情况有工期的要求，可以事先与设计单位沟通好，在保证安全和施工质量的前提下，加入一些新的工艺，提高施工速度，实现缩短工期的目的。
结语
综上所述，随着人民生活水平的提升，城市的交通压力也在逐渐加大，斜拉桥以其造价低、外形美观的优势受到了很多人的青睐，但是在实际的使用过程中，由于钢索容易腐蚀，也在一定程度上加大了斜拉桥的安全隐患，因此定期更换斜拉索并采用新的工艺提升斜拉索的使用寿命十分有必要，希望本文的研究能给大家一些启发，使斜拉桥能更好地发挥作用。
参考文献：
[1]姚美.超大跨度部分地锚式斜拉桥抗风性能研究[D].浙江工业大学,2015.
[2]孙仕,张谢东,吕利芹,秦川.地锚式斜拉桥无轴力铰受力性能分析[J].公路与汽运,2018(02):118-122+136.
[3]丁静静,丁香林.大跨度斜拉桥换索工程斜拉索高速旋转问题探讨[J].黑龙江交通科技,2018,41(03):127-129.
[4]苗家武.超大跨度斜拉桥设计理论研究[D].同济大学,2006.
[5]赵晓晋.独塔地锚PC斜拉桥结构参数及体系研究[D].长安大学,2017.