河西吊橋加固工程研究

摘要：本文介紹鎮沅縣古城鎮河西吊橋病害基本情況，分析存在隱患，提出吊橋加固方案。橋梁改建后，通過靜載試壓、通載兩道試驗檢測程序，橋梁變形均符合設計標準。橋梁能滿足當地村民農用車裝貨3噸通行。

關鍵詞：鋼繩吊橋；病害隱患分析；改建加固

一、前言

鋼繩吊橋在我們普洱市邊遠山區普遍使用，但原有鋼繩吊橋構造簡易，橋面多為木質結構，橋梁維修頻繁，橋梁承載力不足，滿足不了當地經濟發展需要。很多地方沒有足夠資金新建橋梁，勉強籌集的資金只能滿足利用原有吊橋加固改造，更換木質橋面為鋼質橋面。分析原有吊橋病害隱患，將吊橋加固方案做到省錢、承載力提高、橋梁運行安全、橋梁維修期延長，從技術方面解除吊橋加固后安全隱患，保證其科學安全運行。

二、原橋工程概況

鎮沅縣古城鎮建民村公路，路線編碼Y030530825，公路技術等級四級，路基寬度4.5米。河西吊橋（Y030530825L001）是該公路跨越把邊江的唯一橋梁，橋位樁號K0+457，為1×66m單跨吊橋，橋寬3.4米，主索2×2根Φ32棉芯鋼繩，鋼繩中心間距3.13m，兩索塔間凈空寬2.38米，橋面系全部為木結構。橋面高5.23m，全橋長90m，索塔高5米，鋼繩矢高4.3m。1986年建設，當年竣工通車。橋梁檢查評定為五類。設計、施工、加固資料缺失。

三、主要病害及成因分析

現橋梁病害：主索2×2根Φ32棉芯鋼繩，棉芯鋼繩受拉變形大，車輛通過時，導致橋梁撓度過大；錨碇情況不明，兩岸主索錨頭共8根Φ32二級鋼筋，錨頭鋼筋截面積與鋼繩截面積相當，鋼繩抗拉應力是鋼筋抗拉應力的4至7倍，錨頭鋼筋破斷拉力小于鋼繩破斷拉力，不匹配；吊桿Φ20鋼筋，間距3米，多種法蘭混用，法蘭大部分為鑄鐵，型號過小，有部分已經損壞；木橫梁、木縱梁、橋面木板已經腐爛損壞，局部缺失；木縱梁采用齊口對接，縱向連接薄弱；索塔斷面0.75×1米，高5米，石砌結構，未見裂縫。

四、加固技術標準

（1）道路等級：四級公路，計算行車速度20km/h；

（2）設計活荷載：不低于5噸；

（3）設計洪水頻率：1/50；

（4）抗震設防標準：根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）附錄A，普洱市鎮沅縣地震基本烈度為Ⅶ度，設計基本地震加速度為0.10g。

（5）橋面寬度：凈寬大于2.3m，滿足當地農用拖拉機通行。

五、加固方案

目前橋梁的交通主要滿足農用車通行，根據資金籌措等情況，通過計算和方案比選，對該橋采取鋼繩吊橋加固方案。該橋病害采取如下加固改建措施：

1、錨碇加固措施：東岸在原錨碇與索塔間增加錨碇，西岸在原錨碇上面增加錨碇。錨頭為兩塊3cm厚鋼板穿Φ55汽車半軸。每根鋼繩對應預埋12Φ25錨碇鋼筋。錨碇混凝土C25。

2、主索加固：每邊增加1根Φ32鋼芯鋼繩。

3、索塔加固：西岸主邊索與索塔角度增大，水平分力向西增大，索塔西側增加混凝土八字墻；東岸主邊索與索塔角度減小，水平分力方向向西增大，索塔增加套桿，對消水平分力。

4、吊桿加固：吊桿采用Φ25圓鋼，Φ36鋼質法蘭，吊桿間距1.9米。

5、橋面系：橫梁16cm工字鋼；縱梁12cm槽鋼11行，車行道縱梁加密，加密間距中到中20cm（凈寬小于車輪寬度），縱梁采用錯位30cm搭接，相鄰縱梁在不同橫梁處搭接，縱梁搭接按照橋面中心線對稱；橋面鋪裝126cm×300cm×5mm鋼板，車行道增加75cm×300cm×5mm鋼板；橋面系除橫梁接料采用焊接外，其它全部為螺栓連接，縱梁接頭5棵Φ12螺栓梅花布置，每塊橋面板與每道縱梁連接不少于4棵Φ12螺栓。

6、欄桿：采用柔性欄桿，布Φ12鋼絲繩，交點處鋼繩卡固定。

7、鋼繩采用黃油防腐，橋面采用銀粉漆，其它采用紅色防腐漆二度。

六、加固方案承載力計算確定

由《者海鋼繩吊橋承載力分析檢算》中吊橋受力分析，本吊橋鋼繩受力分析主要計算跨中受集中荷載力時鋼繩受力。本橋跨中鋼繩設計撓度3.9米，橋面荷載總重32.53噸，橋梁跨徑66米。

按照鋼繩吊橋受力最不利情況，跨中集中荷載計算，其荷載與鋼繩方向的拉力比值圖如下：

鋼繩：荷載=3323/780=4.26倍，由恒荷載32.53噸傳遞給鋼繩拉力最大值為138.6噸，2Φ32mm鋼芯鋼繩破斷拉力每根取57噸，Φ32mm纖維芯鋼繩破斷拉力每根取50噸，因四根纖維芯鋼繩錨頭為Φ32mmⅡ級鋼筋，Ⅱ級鋼筋的抗拉強度取455MPa，Φ32mmⅡ級鋼筋每根抗拉拉力36噸，累計可用主索最大拉力244噸，剩余拉力105噸，取安全系數3.5倍，折合活荷載6.85噸。吊桿抗拉拉力與之匹配。本橋承載力確定為5噸，橋梁靜壓10噸，靜壓24小時，通載試驗5噸，考慮到過往車輛及當地群眾習慣，日常限載3噸。

七、橋梁加固實施

根據以上橋梁加固方案，鎮沅縣交通運輸局于2014年4月初，開展河西吊橋加固施工圖設計，依據云南省交通運輸廳造價管理局發布的同期工程材料單價及本地建材市場材料單價，工程預算造價567，304.00元，符合《普洱市交通運輸局文件 普交規劃〔2012〕26號》文件下達投資數目。技術經濟指標：平方米造價2528.09元，延米造價8595.52元。

普洱市交通運輸局于2014年4月20日組織施工圖設計審查，并給予批復。經鎮沅縣交通運輸局進行招標，中標單位為鎮沅縣潞伸公路養護有限公司。橋梁加固建設于7月15日完工，鑒于雨季到來，洪水上漲，施工單位于7月16日下午3點至7月17日下午3點進行橋梁靜壓10.5噸試驗，在此期間通知鎮沅縣交通運輸局、古城鄉人民政府、建民村有關領導及技術人員參加橋梁靜壓檢驗。靜壓檢驗結束后，進行通載試驗，通載試驗實際荷載8噸，橋梁變形均符合設計要求。同時進行橋梁通車儀式。該橋梁加固建設后，橋梁工程質量明顯提高，行車行人安全有了保障，受到當地群眾的肯定，達到橋梁加固預期目的。

河西吊橋加固后正面照片

河西吊橋加固后側面照片

八、后語

該橋梁在加固建設過程中，得到普洱市交通運輸局、市公路管理處、市質監站有關領導及重慶交通大學林勝老師的指點，聽取多位技術人員、當地群眾的意見，查閱有關資料。工程建設后，效果很好，一是提高承載力，允許農用拖拉機載重5噸通行（考慮到過往車輛及當地群眾習慣，日常限載3噸），能保證橋梁安全運行；二是橋梁維修期延長，吊橋養護費用大大降低；三是該橋梁加固建設，使其它鋼繩吊橋改建多了一種選擇，為以后其它吊橋加固積累了寶貴經驗；四是增強我對該類橋梁的加固技術經驗，為今后其它吊橋加固建設作出自己應有的貢獻。今后，要加強該橋梁修復保養力度，嚴禁載重超過3噸以上車輛通行。

參考文獻：

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