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球铰平行钢丝束吊杆在小南门大桥 修复工程中的应用 冉钊姚永喜 陈龙泉 (四川路桥建设股份有限公司大桥分公司) (宜宾市交通局) 摘要本文主要论述新型球铰吊杆在中承式拱桥中的使用原理，以及在构造、防护方面的优越 性，总结了球铰吊杆在中承式拱桥中的使用特点。 主题词球铰吊杆中承式拱桥原理构造防护 一、概 述 系因端头短吊杆与桥面连接处防护钢管在水平力反复作用下剪切破裂，管内灌注硫磺砂浆脱落，致使吊 杆钢绞线外露，长时间与空气接触产生应力锈蚀所致。解决吊杆特别是短吊杆在外力作用下水平剪切 力破坏、以及提高吊杆的防腐蚀能力应是今后同类桥型发展需解决的关键技术。小南门大桥修复工程 需更换全桥的吊杆。要求新吊杆除了具有一般吊杆所具有的高承载力、高弹性模量和耐腐蚀等特点外， 还要适应大交通量所带来的水平力造成的形变，并具有易于安装养护等特点。专家评审意见将其归纳 为：1．加强吊杆防腐蚀构造细节，提高吊杆安全系数；2．所采用吊杆(尤其是短吊杆)构造能适应桥面纵 向漂移；3．明确吊杆使用年限、检查频率、常规检查应具有可操作性，对吊杆应能进行无损方式检查。在 几种比选方案中，经专家会议审核通过，推荐使用目前采用的球铰吊杆。 二、常规吊杆使用和防护的特点 中承式拱桥(含钢管拱)上部构造多采用吊杆吊横梁，上置纵向行车道板体系。要求吊杆有高的承 载能力和稳定的高弹性模量(低松弛)、良好的耐疲劳和抗腐蚀能力、易于施工等特点。目前国内已建成 的百余座中承式拱桥(含钢管拱)中，吊杆索体多采用钢绞线或高强钢丝柔性结构。锚具主要有热铸锚、 镦头锚、夹片锚等。通过受力分析吊杆承载的桥梁上部构造在徐变、温度、活载等作用下为一飘移体系， 荷载作用下，桥面将沿合力作用方向产生纵向飘移，吊杆在水平力反复作用下，将在吊杆内产生沿作用 方向的剪切内力，该内力因吊杆长度的不同将产生对吊杆不同程度的破坏，破坏首先使吊杆与横梁接触 处的外套钢管发生破裂。两端头短吊杆因吊杆自由长度最小，刚性相对长吊杆大，对水平位移的自身调 节能力也最弱，从而对短吊杆产生的水平剪力相对较大，故最易从两端头短吊杆处破坏。常规防护处理 是将吊杆索体穿过拱肋预埋管和横梁预埋管段，采用水泥净浆或硫磺砂浆进行了灌浆处理。外露部分 外套钢管(复合管)、中间填充水泥净浆或硫磺砂浆防护，形成刚度较大的杆系结构，这种防护方法对整 根吊索大部分均能产生较好的防护效果，但对吊杆与桥梁结合处的几个关键部位缺少细节考虑，吊杆结 构的拆换方式缺少可操作性，致使在长期使用中吊杆难免产生锈蚀、断丝等现象。给桥梁的使用及维修 带来不便。 三、球铰吊杆的设计、细节构造和试验 桥面以下采用圆钢连接，横梁端为固定端、拱肋端为张拉端。采用镦头锚锚固。桥面下横粱预埋管内用 接，连接筒内设置球形铰支座(图1)。 幽t ． 适应吊杆在桥面飘移作用下的水平位移，靠两端头的三对短吊杆在拱肋上端锚杯内加设一套球形 铰，球形支座内贴一层四氟滑膜。确保短吊杆的自由转动，吊杆索体采用全防水设计，索体钢丝镀锌，涂 油并加HDPE护套。上下锚头安装保护罩，上下两个镦头端因剥开大约I一1．2nffE防护层使钢丝外薅。 故采用钢密封筒加延长筒密封，密封筒内及横梁预埋管内满灌油脂，该防腐固体油脂的滴点温度为 160qC。因此。常温下防腐固体油脂可使圆钢表面与水汽隔绝。密封筒与延长筒用螺纹连接，延长筒与 HDPE间隙用密封圈封闭(图2)。 幽2 因该吊杆比传统吊杆的工件增多，吊杆组装件锚具结{l勾是否合理，各工件能否匹配发挥作用、吊杆 索体受力是否均匀是确保此次吊杆拆换成功的关键，需由试验进行验证，吊杆由柳州欧维姆公司生产， 出厂前在厂内进行了吊杆组装件静载试验，其主要目的是：1．测试吊杆组装件锚其效率系数；2．测试吊 杆和连接套、拉杆的受力状态和应力应变情况；试验选用按加工工艺制作的一段成品索，模拟吊杆现场 受荷状态，采用液压千斤顶逐级加载的方法，测