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楚天联发福州市解放大桥吊杆更换大修工程

作者：湖北楚天联发路桥养护有限公司　来源：原创　日期：2019-08-13 14:24:51　人气：7648

一、工程概况

福州解放大桥是连接福州繁华商贸中心台江与文化区仓山的重要城市桥梁。大桥由万寿桥、中洲路堤和江南桥三部分组成。其中万寿桥是最主要的部分，其结构型式为 61 米＋61 米＋80 米＋61 米＋61 米五联跨钢管砼中承式肋拱桥。 61 米跨拱桥的矢跨比为 1/5， 80 米跨拱桥的矢跨比为 1/4，拱肋采用“哑铃形” 等截面钢管砼。 61 米跨拱桥的主拱圈由两根 d＝0. 75m 钢管组合而成，拱肋高度为 1. 8m。 80 米跨拱桥的主拱圈由两根 d＝0. 8m 钢管组合而成，拱肋高度为 1. 9m。桥面宽： 9. 0m（行车道）＋2×1. 0m（拱肋、吊杆）＋2×1. 5m（行人道）。大桥由福州市城乡规划设计院设计，铁道部大桥局第二工程处承建，福州市建设工程监理公司监理。该桥于 1995 年 8 月 13 日正式动工，全桥于 1996 年 10 月 1 日竣工通车。目前，解放大桥的交通流组成除了有了小型机动车、公交车、自行车和行人外，仍有相当数量的货车和工程车通行。1996 年建成的解放大桥—钢管混凝土拱桥是当时一种较新的桥型结构，由于当时技术水平的限制，吊杆的防腐措施尚不完善，据 2001 年至 2008 年对解放大桥进行吊杆锈蚀检测的结果表明解放大桥吊杆腐蚀有加重的趋势。2008 年 7 月 31 日，福州市市政工程管理处邀请有关专家在福州市举行了解放大桥吊杆更换论证会，与会专家在听取了福州市市政工程管理处所做的福州解放大桥维护工作报告并经过详细讨论后认为解放大桥的吊杆存在因腐蚀而断裂的隐患，建议尽快实施吊杆的更换。2001 年 11 月福建省公路工程试验检测中心对解放大桥桥进行检查时发现，该桥出现吊杆 PE 管开裂，锚具及吊杆钢丝的情况如下：

锚具浸水，镦头、镦头锚与外螺母出现锈蚀；吊杆高强碳素钢丝局部生

锈；吊杆与不锈钢管之间存在浸水空隙；局部 PE 保护层划伤，高强镀锌碳素

钢丝外纤维增强聚脂带划伤，局部 PE 开裂。

二、工程重点

吊杆更换、吊杆防腐、和桥面人行道板恢复是本工程的重点。主桥上部结构加固牵扯的项目多，需相互配合，也是本工程的重点。高空如何完成安全作业是本工程的又一重点。

主要工程项目施工方案

（一）更换吊杆工程

1. 施工工艺流程图

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2．测量

首先在封闭交通的情况下，选择在夜间或凌晨测定恒载状态下吊杆安装位置的拱肋端和系梁端的实际标高，作为吊杆更换及桥梁加固的一个基点，并以之作为今后加固施工完成之后加固效果的一个评定参考。测量包括吊杆应力的测量和桥面控制点标高的测量以及拱类轴线的测量，同时与该桥建成存档数据进行比较分析

3. 平台搭设

3. 1 移动式支架安装

梁底平台由平台、通道、悬臂梁、支承小车构成，小车在人行道上行走（见附图一）。梁下平台安装先在桥面焊接制作，然后用汽车吊分两部门吊装。支承小车在人行道上，为了避免应力过于集中，在人行道上先设轨道。平台移至锚头下方后，用手拉葫芦与横梁相连以增加平台稳定性。

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3. 2 拱上施工平台

拱上施工平台主要由脚手架组成。在桥面处吊杆四周架设脚手架直至拱顶，结构必须牢靠并且能满足一吨的起吊能力。

3. 3 脚手架施工平台

吊杆桥面以上采用脚手管搭设，详见附图二。

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脚手架施工平台搭设

3. 3. 1 严格按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）及《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）的要求施工

3. 3. 2 按照《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）验收

3. 3. 3 脚手架搭设前的施工准备工作

3. 3. 3. 1 构配件进场验收

（1）脚手管：

①采用Φ48*3. 0mm 钢管，其质量应符合《炭素结构钢》（GB/T700）中Q235-A 级钢的规定。

②钢管外径、壁厚不得的偏差均超过-0. 5mm。

③钢管表面应平直光滑，没有裂缝、结疤、分层、硬弯，无锈蚀。

（2）扣件：

①扣件材质应符合《钢管脚手架扣件》（GB1583）规定。

②旧扣件不得有裂缝、变形，出现滑丝的螺栓必须更换。

（3）脚手板

①本脚手板为杉木或松木制作，材质符合《木结构设计规范》（GB15）中的Ⅱ 级材质的规定。

②本脚手板宽度不小于 200mm，厚度不小于 50mm，板应坚实，不得有腐朽残缺。

（4）安全网安全网必须是正规厂家制造，有生产许可证、质量合格证。

3. 3. 3. 2 落地式脚手架搭设方法和要求

⑴搭设方法

本工程脚手架搭设方法为：沿拱肋搭设，脚手架作用力在拱肋上。并与拱顶预埋件及拱连接固定，上下游横向连接。

⑵脚手架搭设顺序

基础——横杆固定——立杆——纵向栏杆——连墙杆——横向拉杆——横向斜撑

⑶横杆：横杆长度 1 米，用 8#铁线固定于拱顶预埋件上。

⑷立杆：

①立杆间距 1.5m，横距 0.6～0. 8m，均匀设置。

②保证拱顶有≥1.2 米的防护栏干。立杆垂直于拱平面，且伸出拱底≥0.8米，伸出拱顶≥1.2 米。

③立杆长度 4. 0 米，中间不允许有接头

④立杆搭设须随时校正垂直度，偏差不大于±30mm。

⑸栏杆：栏杆长度 4～6 米，高 1. 2 米范围内设两道；拱两侧设置。栏杆不允许接长。

⑹连墙件：

①连墙件设置间距：二步二跨。

②按连墙件设置间距，在拱柱四周，紧靠塔柱用脚手管搭设成“口” 字型。

③严禁在脚手架使用期间拆除连墙杆。

④搭设脚手架时，连墙杆与其它杆同步搭设。

⒄横向拉杆：将上下游立杆每 3 米连一道

⑻脚手板铺设：

（1）脚手板是施工人员的作业平台。作业层脚手架外排钢管至墙体之间必须铺满、铺严、铺牢，并随作业层的变动而同步移动。

（2）脚手板采用对接，接头处下设两根小横杆，脚手板端头外伸长度为130~150mm，两对接板端头总和不大于 300mm，不允许有探头板。

（3）作业层绑扎一道护身栏杆，并加 180mm 高踢脚板。

⑼立网设置：

①上锚头工作点立面全部封挂 2000 目绿色安全网，安全网封挂在外排立杆的里侧，并且张挂严密，平整牢固，无缺口，无漏洞。

②密目网专用卡扣系牢在脚手管上，每个栓扣孔眼都应系牢不得漏栓。

3. 3. 3. 3 脚手架检查与验收

3. 3. 3. 4 检查验收时段：

（1）基础验收：基础完工后及脚手架搭设前。

（2）每搭设 10~13 米高度后。

（3）达到设计高度后。

（4）遇有 6 级大风与大雨后。

（5）每次验收合格后方可使用。验收后将检查验收情况、整改结果详细填表记录，并各方签字。

3. 3. 3. 4 检查验收方法及要求

（1）地基应坚实平整，不积水，垫板、底座不松动。

（2）立杆垂直度偏差小于 30mm。

（3）连墙杆按要求设置，无漏设。

（4）步距间距偏差不大于±20mm（用钢尺测量）纵距间距偏差不大于±20mm（用钢尺测量）横距间距偏差不大于±20mm（用钢尺测量）

（5）主节点处各扣件中心点相互间距不大于 150mm。

（6）立杆上的对接扣件至主节点的距离不大于 1/3。

（7）纵向水平杆上的对接扣件至主节点的距离不大于 1/3。

（8）用扭力扳手检查扣件螺栓拧紧力矩应为 40~60N/m。

（9）剪刀撑斜杆与地面的倾角应为 45~60° 。

（10）脚手板对接铺设外伸长度 130~150mm，两对接板端头总和不在于300mm。

4. 临时兜吊系统施工

4. 1 拱上临时兜吊部分安装? 拱顶上吊杆前后 55cm 处各焊接一个钢丝绳防滑块，用Φ32 钢丝绳绕钢管拱 2 道(Φ32 钢丝绳坏断力为 548. 5KN, 钢丝绳安全系数 K 安全 =548. 5KN/道*4*2/812KN=5. 4) ，拱外侧钻两个Φ150 穿钢丝绳孔，此侧钢丝绳直接通过两个Φ150 孔兜在吊梁下。拱内侧（车行道）处采用 2 根 40a 工字钢并排焊在一起兜吊梁，梁下采用 2 根 32a 工字钢并排焊在一起兜吊梁，上下兜吊梁用 2 束钢绞线（每束 8 根）穿过车行道两个Φ100 的相连，下端用 P 锚固定，上端用 8 孔锚板固定，用 2 台 YCW150B 千斤顶加载，把吊杆横梁兜吊起。横梁底加垫铁垫块，垫块与横梁间垫 5mm 厚橡胶板，防止兜吊加载时破坏吊杆横梁，兜吊系统连接(详见示意图)

4. 2 挡块焊接计算单个挡块的荷载：顺钢管坡度向下 N﹦ Sin400×812/2﹦ 261KN; 钢丝绳滑动方向主要产生摩擦力，采取润滑措施可以减小摩擦，因而摩擦力可忽略不计。已知钢管壁厚为 10mm，挡块截面: 挡块 A 200× 50× 20mm，挡块 B(20+50) /2*100*20mm, 钢材 Q235 焊缝有效长度(单面焊, 焊缝高度 8mm) :l w ≥N/( 0. 7h f β f fwf ) =261*103 /(0. 7*8*1. 0*160) =295. 3mm4. 2 车行道处的工字钢兜吊梁调平安装好兜吊系统后，先用 2 台 YDC240Q 千斤顶预紧 2 束钢绞线，并调整工字钢兜吊梁平整度。

4. 3 通过 2 台 YCW150B 加载，逐渐切断旧索使拉力转到临时兜吊系统上。临时兜吊系统加力应分级缓慢进行、提升过程中密切监控桥面及相邻跨吊杆附近桥标高是否在允许±5mm 范围内，临时兜吊系统有无异常现象。

6. 旧吊杆附件拆除在桥面往上一米五的地方截取 30cm 长的 HDFE, 清除钢丝表面油脂，利用间距 100 cm 的两索夹，两个索夹用 2 根Φ16 的钢筋相连接，预防切割旧索时钢丝向四外射出伤人，要求上下游吊杆索切割转换受力过程应同步进行。

7．拆除旧吊杆

7. 1 旧吊杆拆除顺序：

吊杆的拆除依据对称的原则，从每拱跨两端向跨中交替逐对拆除，每拆一对旧吊杆，则相应的换上一对新吊杆，在拆除过程中，应时刻监测桥面的标高，如出现较大的变动应立即停工，待查明原因并确定处理方案后方可继续施工。

7. 2 用氧割逐根断丝，观测应力是否转移到兜吊系统上，被切割的吊杆应与相邻跨监测点的高程变动差不得超过±5mm 。

7. 3 由于拱肋刚度都比较大，体系转换难度比较大，为了避免应力过分集中，采用临时吊杆分级加载，旧吊杆切除分 5 次循环，才能完全割断整根吊杆，旧吊杆的应力转移到了 8 根Φ32 钢丝绳之上。

2. 旧吊杆附件拆除

在桥面往上一米五的地方截取十公分长的 HDFE, 清除钢丝表面油脂，利用手拉葫芦将即将切除的吊杆与相邻的两侧吊杆相连接，预防钢丝瞬间断开向四周弹射。

7．拆除旧吊杆

7. 1 旧吊杆拆除顺序：从每拱最长的吊杆向两端交替逐对拆除，拆除一根旧

索既刻补上新吊杆。

7. 2 用氧气乙炔逐根断丝，观测应力是否转移到兜吊系统上，被分割的吊杆

应与相邻跨监测点的高程变动差不得超过±1 厘米。

7. 3 由于拱肋刚度都比较大，体系转换难度比较大，为了避免应力过分集中，采用临时吊杆分级加载，旧吊杆切除分 10 次循环，才能完全割断整根吊杆，旧吊杆的应力转移到了 8 根临时钢丝绳之上。

4. 旧吊杆附件拆除在桥面往上一米五的地方截取 30cm 长的 HDFE, 清除钢丝表面油脂，利用间距 100 cm 的两索夹，两个索夹用 2 根Φ16 的钢筋相连接，预防切割旧索时钢丝向四外射出伤人，要求上下游吊杆索切割转换受力过程应同步进行。

8. 上、下预埋管的接长焊接：用手提角磨机打坡口，新旧预埋管定位对接环焊。支模现浇防水罩混凝土基座。

9. 新吊杆安装

9. 1 吊杆吊装采用卷扬机辅助进行，利用在拱顶吊杆的安装位置的正上方设置的拱上平台作为起吊点，将下方的吊杆吊到安装位置。

9. 2 安装之前先在上端锚垫板定出吊杆安装的理论位置，误差保证 3mm 之内。

9. 3 注意确定两端锚具螺母的安装位置，以保证吊杆的可调节长度，注意球型垫圈的安装方向和各部件的安装控制精度。9. 4 吊杆张拉就是应力转换过程：即由临时兜吊系统转换到新吊杆，转换过程采用分级、同步进行。

9. 5 体系转换完成之后，需要对该吊杆位置的系梁顶面标高进行测量，使标高控制在设计范围内。

9. 6 当全部吊更换完成之后，根据联测数据确定是否进行吊杆索力调整。调整时按 1/2、 1/4、 1/8 的程序进行，而且四点同步，为了减少调整步骤和次数，在全桥调整之前应准确测量出该工况下的索力和标高值报设计以指导下一阶段调索的正确程序和步骤。

9. 7 张拉加载速度一般应小于 10MPa/min, 直至张拉到要求停止, 即拧紧螺母。在张拉过程中, 读数测量要准确, 记录要全面, 真实无误。

10 新吊杆防腐

⑴安装桥面防水罩以及上、下锚头保护罩；

⑵向吊杆锚杯、上下锚头保护罩及预埋管内填充防腐聚氨酯材料。

11．桥面人行道板更换

拆除吊杆处的人行道铺装及混凝土板过程中应尽量小心施工以保护原人行道板, 以免需要重复使用的情况下该板不至于人为破坏。使用旧人行道板前应注意检查板的工作情况，如有较大破损、开裂以及钢筋锈蚀情况不得再次使用，就采用新的同尺寸预制人行道板替换。

（二）拱肋涂料翻新

解放大桥原采用的油漆体系应为环氧通用底漆和丙烯酸面漆。现面漆已出现粉化和局部脱落现象；底漆和钢材附着力相对良好，仍能有效发挥防锈作用，所以至今钢构件仍未发现明显锈迹。因此本次维修对钢构件加涂一层面漆，以达到既保护钢构件又美化景观的作用。面漆选用丙烯酸面漆，该漆是由羟基丙烯酸同脂肪族异氰酯组成的二液反应固化型涂料，具有优异的综合性能、装饰性和持久的保色保光性。

1. 施工方法

⑴ 表面处理

先对原面漆出现起包、脱落等部位的劣化漆进行清除，施工时注意保护下层底漆不受破坏。再用自来水（必要时可添加对钢构件无腐蚀作用的清洁剂）将钢构件表面清洗干净，以利、新旧漆层能结合良好。

⑵ 涂刷丙烯酸聚氨脂面漆

表面清洗完毕并经充分风干后即可涂刷面漆。面漆需涂刷两道，两道涂装间隔不超过 48 小时，每道耗漆量约为 0. 21kg/m2，干膜厚度约 35μ 。

⑶ 检查修补

检查面漆刷漆质量，对起泡、砂眼、流挂处处理，并重新补刷。

3. 注意事项

⑴ 施工时必须按规定搭设钢管脚手架并采用有效措施，确保安全。

⑵ 对于清理下来的涂料旧油漆膜，要集中收集、处理，不可四处散落，污染环境。

⑶ 涂刷油漆要选择风和日丽的天气，温度高于 15℃以上，湿度低于 60%，不宜在早晨涂装，因为早晨湿度高，在表面附有不易察觉的潮气，甚至凝露。

⑷ 二道油漆之间的涂刷间隔要严格按规定，以获得良好的层间附着力。

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