悬索桥主缆索更换方法技术

本发明专利技术公开了悬索桥主缆索更换方法，解决现有技术悬索桥主缆索在使用一段时间后其钢丝绳容易锈蚀，从而导致悬索桥需加以限载使用，并最终被废弃拆除的问题。包括以下步骤：步骤1、设置临时主缆索索鞍；步骤2、设置临时主缆索锚固点；步骤3、设置箱梁临时吊点；步骤4、安装临时主缆索；步骤5、安装临时主缆索吊杆；步骤6、解除旧主缆索吊杆；步骤7、拆除旧主缆索；步骤8、安装新主缆索；步骤9、安装新主缆索吊杆；步骤10、拆除临时主缆索吊杆；步骤11、拆除临时主缆索；步骤12、清理现场。本发明专利技术设计科学合理，施工简便，只需将原悬索桥主缆索进行更换，即可将使悬索桥获得新生和耐久。

Main cable replacement method of suspension bridge

【技术实现步骤摘要】
悬索桥主缆索更换方法
本专利技术涉及悬索桥主缆索更换方法。
技术介绍
悬索桥的主缆索结构形式简单、高强度钢丝缆索适合受拉、跨径大小都适用，已经获得广泛的应用。由于主缆索的材料强度、结构形式、防护困难的影响，都有承载安全度下降变化的趋势，影响悬索桥的使用安全。故按照现今的材料和施工新技术，研究提出悬索桥主缆索的换索技术，是悬索桥技术的新发展。跨径200m左右和以下的小悬索桥，主缆索都是采用钢丝绳。钢丝绳的钢丝直径很细，容易锈蚀，机制绞绕成束，弹形模量低，伸长变形难以控制，各根绳和钢丝受力都很不均匀，影响桥梁安全。对悬索桥的钢丝绳主缆索，作补强加固计算困难，效果不明确。故采用钢丝绳作主缆索的悬索桥，存在有潜在的威胁，都是逐步加以限载使用，被视作临时性结构，最终是废弃拆除。主缆索造价大约是桥梁的三分之一，对主缆索采用预应力钢绞线作完全的换索处理，拆除已经无使用意义的钢丝绳缆索。可以使桥梁获得新生和耐久，改变和提高桥梁的质量，具有很明显的经济价值。采用钢丝绳作主缆索的小跨径悬索桥很多，故主缆索的换索处理技术，也具有广泛的实用意义。新型城镇化建设的发展，为方便人民群众生产和生活需要，发展建设先进、安全、实用、经济、耐久和美观的预应力钢绞线主缆索悬索桥很适合。大和特大跨径的悬索桥，主缆索都是采用平行高强度钢丝或预应力钢绞线，以准确控制弹性延伸变形，实际对于大、小跨径都适用。主缆索采用镀锌平行钢丝或钢绞线，也有防护和耐久性的问题存在，局部的锈蚀无法修补和更换，也要影响桥梁的使用安全。由于大和特大跨径悬索桥的造价很高，有必要保持安全使用的意义。故必须要作换索处理，原主缆索尚有一定承载能力，是弹性变形可控的，可以按30-50％的承载力作利用。对新、旧缆索添加吊杆连接，便于调节传力于新加主缆索的成型，使新、旧缆索共同协调承力。这里所指的换索含意是以新替代旧和再作补强，也对原主缆索再加耐久性防护。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供悬索桥主缆索更换方法，解决现有技术悬索桥主缆索在使用一段时间后其钢丝绳容易锈蚀，从而导致悬索桥需加以限载使用，并最终被废弃拆除的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：悬索桥主缆索更换方法，包括以下步骤：步骤1、设置临时主缆索索鞍；步骤2、设置临时主缆索锚固点；步骤3、设置箱梁临时吊点；步骤4、安装临时主缆索；步骤5、安装临时主缆索吊杆；步骤6、解除旧主缆索吊杆；步骤7、拆除旧主缆索；步骤8、安装新主缆索；步骤9、安装新主缆索吊杆；步骤10、拆除临时主缆索吊杆；步骤11、拆除临时主缆索；步骤12、清理现场。进一步地，在所述步骤1之前，需要对主缆索换索进行设计，具体为：将索鞍高度升高，新主缆索相对于旧主缆索作平行升高，吊杆的长度相应增长，锚碇高度作相应抬高，并且主缆索角度也作相应变化。进一步地，新主缆索作平行升高时，新主缆索的内力、变形和控制长度由计算来确定，其中，新主缆索的变形包括恒载加载产生的弹性变形和活载加载产生的弹性变形，新主缆索的恒载加载产生的弹性变形用扣除弹性伸长来消除，并且弹性变形的中间变化过程不需要控制，而新主缆索的活载加载产生的弹性变形是个变化数值，按换索的锚碇、索鞍和新主缆索抛物线垂跨比坐标数值作计算控制，并可以适当加设预拱度作控制，以减小桥面坡度的变化。进一步地，在计算新主缆索的内力、变形和控制长度时，包括以下步骤：步骤A、根据悬索桥主缆索拉力公式H＝QL2/(8F)和T＝H/COSα，计算设计新主缆索索股数量；步骤B、按照新主缆索、吊杆和悬索桥桥面结构，采用有限元程序作模拟建模，计算恒、活荷载的内力、应力、变形数值和云图动态显示，其中有限元程序是按材料弹性模量和结构刚度建立刚度矩阵作计算，采用计算结构变形来计算内力、应力。进一步地，在所述步骤8中，安装新主缆索的步骤为：步骤8-1、新主缆索的长度按成桥设计的线形长度，扣除分段拉力计算的弹性各段延伸长度，再加上两端张拉控制操作长度；步骤8-2、准确丈量基准钢绞线，对锚固、索鞍、悬索跨中和四分点处作明显标志，并架设基准钢绞线作为线形的控制定位；步骤8-3、新主缆索架设线形以吻合基准钢绞线线形为准锚固；步骤8-4、新主缆索架设后，采用环形径向油压千斤顶进行压缆，使7根钢绞线索排列紧密，以利于索夹固定和防止滑动；步骤8-5、新主缆索压缆后，采用钢箍按50cm间距固定，加强固定钢箍，以使新主缆索保持圆形形状。进一步地，所述新主缆索按7根钢绞线索平行圆形排列，采用尼龙塑料捆扎带固定成束，并按新主缆索换索设计的排列顺序就位架设，也分别用尼龙塑料捆扎带逐一固定；新主缆索先作环氧树脂添加煤焦油改性涂料防护，钢箍采用0.5mm厚度的磨砂不锈钢板带。进一步地，所述新主缆索外表面涂抹环氧树脂加等体积量煤焦油改性涂料，填平新主缆索外表面，并包缠聚酯塑布作包缠防护，以利于环氧树脂添加煤焦油改性涂料的固化；在新主缆索外表面再外包0.4mm厚度磨砂不锈钢板，主要是防紫外线影响环氧树脂的老化，使主缆索防护耐久。进一步地，不锈钢板带有两端，各采用专用设备压制成波纹形接头，以便作扣合搭接安装，各节接头之间作上、下接头套接排水，采用不锈钢带喉箍固定或再加点焊加固；全部新主缆索外表面都作相同防护，可以避免索夹处防护形成薄弱环节，可以使索夹结构简化。进一步地，新主缆索钢绞线索使用定型的预应力夹片锚具直接锚固，因为架设主缆索的自重拉力小，无法先作锚固固定。故需要在锚碇后架设锚固顶压反力架，以便使用千斤顶作顶压锚固，对锚后的钢绞线端部，采用压花机作压花处理，以便浇筑混凝土封锚，形成复合锚头防护，保证锚头绝对稳定安全。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术设计科学合理，施工简便，只需将原悬索桥主缆索进行更换，即可将使悬索桥获得新生和耐久。本专利技术采用改性环氧防腐涂层(环氧树脂添加等体积份的煤焦油形成的改性涂料)的钢绞线结构形式，涂层与钢绞线粘结牢固，其防腐效果好，同时外套不锈钢外壳以防止改性环氧防腐涂层的老化，具有很长的使用寿命。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的方式包括但不仅限于以下实施例。本专利技术提供的悬索桥主缆索更换方法，包括以下步骤：步骤1、设置临时主缆索索鞍；步骤2、设置临时主缆索锚固点；步骤3、设置箱梁临时吊点；步骤4、安装临时主缆索；步骤5、安装临时主缆索吊杆；步骤6、解除旧主缆索吊杆；步骤7、拆除旧主缆索；步骤8、安装新主缆索；步骤9、安装新主缆索吊杆；步骤10、拆除临时主缆索吊杆；步骤11、拆除临时主缆索；步骤12、清理现场。本专利技术在所述步骤1之前，需要对主缆索换索进行设计，具体为：将索鞍高度升高，新主缆索相对于旧主缆索作平行升高，吊杆的长度相应增长，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.悬索桥主缆索更换方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、设置临时主缆索索鞍；/n步骤2、设置临时主缆索锚固点；/n步骤3、设置箱梁临时吊点；/n步骤4、安装临时主缆索；/n步骤5、安装临时主缆索吊杆；/n步骤6、解除旧主缆索吊杆；/n步骤7、拆除旧主缆索；/n步骤8、安装新主缆索；/n步骤9、安装新主缆索吊杆；/n步骤10、拆除临时主缆索吊杆；/n步骤11、拆除临时主缆索；/n步骤12、清理现场。/n

【技术特征摘要】
1.悬索桥主缆索更换方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、设置临时主缆索索鞍；
步骤2、设置临时主缆索锚固点；
步骤3、设置箱梁临时吊点；
步骤4、安装临时主缆索；
步骤5、安装临时主缆索吊杆；
步骤6、解除旧主缆索吊杆；
步骤7、拆除旧主缆索；
步骤8、安装新主缆索；
步骤9、安装新主缆索吊杆；
步骤10、拆除临时主缆索吊杆；
步骤11、拆除临时主缆索；
步骤12、清理现场。


2.根据权利要求1所述的悬索桥主缆索更换方法，其特征在于，在所述步骤1之前，需要对主缆索换索进行设计，具体为：将索鞍高度升高，新主缆索相对于旧主缆索作平行升高，吊杆的长度相应增长，锚碇高度作相应抬高，并且主缆索角度也作相应变化。


3.根据权利要求2所述的悬索桥主缆索更换方法，其特征在于，新主缆索作平行升高时，新主缆索的内力、变形和控制长度由计算来确定，其中，新主缆索的变形包括恒载加载产生的弹性变形和活载加载产生的弹性变形，新主缆索的恒载加载产生的弹性变形用扣除弹性伸长来消除，并且弹性变形的中间变化过程不需要控制，而新主缆索的活载加载产生的弹性变形是个变化数值，按换索的锚碇、索鞍和新主缆索抛物线垂跨比坐标数值作计算控制，并可以适当加设预拱度作控制，以减小桥面坡度的变化。


4.根据权利要求3所述的悬索桥主缆索更换方法，其特征在于，在计算新主缆索的内力、变形和控制长度时，包括以下步骤：
步骤A、根据悬索桥主缆索拉力公式H＝QL2/(8F)和T＝H/COSα，计算设计新主缆索索股数量；
步骤B、按照新主缆索、吊杆和悬索桥桥面结构，采用有限元程序作模拟建模，计算恒、活荷载的内力、应力、变形数值和云图动态显示，其中有限元程序是按材料弹性模量和结构刚度建立刚度矩阵作计算，采用计算结构变形来计算内力、应力。


5.根据权利要求4所述的悬索桥主缆索更换方法，其特征在于，在所述步骤8中，安装新主缆索的步骤为：
步骤8-1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王双其，张健，
申请(专利权)人：王双其，张健，
类型：发明
国别省市：四川;51