DB42∕T 1252-2017 斜拉索更换技术规程(湖北省).pdf

湖 北 省 地 方 标 准 DB42 DB42/T 12522017 斜拉索更换技术规程 Technical specification for cable replace of cable-stayed bridge （报批稿） 2017-04-09 发布 2017-07-01 实施 湖北省质量技术监督局 发 布 ICS 93.040 P 28 备案号： DB42/T 12522017 I 目 次 前 言 . III 引 言 . V 1 总则 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 基本要求 . 2 5 材料 . 3 5.1 一般规定 . 3 5.2 斜拉索 . 3 6 斜拉索更换设计 . 4 6.1 一般规定 . 4 6.2 更换设计 . 4 6.3 斜拉索更换结构验算 . 4 7 斜拉索更换施工 . 5 7.1 一般规定 . 5 7.2 施工准备 . 5 7.3 旧斜拉索拆除 . 6 7.4 新斜拉索安装 . 6 7.5 附属设施安装与防护 . 6 8 斜拉索更换施工监控 . 7 8.1 一般规定 . 7 8.2 监控计算 . 7 8.3 施工监测 . 7 8.4 反馈控制 . 7 9 完工测试与交工验收 . 8 9.1 完工测试内容 . 8 9.2 交工验收 . 8 本规程用词说明 . 9 条 文 说 明 . 11 DB42/T 12522017 III 前 言 本标准按 GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本规程的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由湖北省交通运输厅归口。 本标准主要起草单位：武汉二航路桥特种工程有限责任公司、湖北省交通规划设计院、重庆交通大学、中交第二公路勘察设计研究院有限公司、鄂西高速公路管理处、柳州中达预应力工程有限公司。 本标准主要起草人：王蔚、盛海军、陈军、吴中鑫、向中富、李少芳、张世平、马小云、苏桥、宛劲松、吴俊明、谭慧、高志朋、朱慈祥、晏国泰、陈进、乐绍林、高洪波、李凡生、曹适、王伟、赵顺清、胡亚锋、刘昂、周华威、邱业亮、李双。DB42/T 12522017 V 引 言 斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。目前，我国已建成的斜拉桥 300 余座，跨径超过 400m 的有 60 多座。鉴于斜拉桥斜拉索结构尺寸纤细，与主梁和索塔相比刚度较小， 又易受腐蚀和长期疲劳荷载作用， 其设计使用年限仅为主梁或索塔设计基准期的 1/41/2，并且加之环境影响和外力损伤等因素影响，斜拉索实际使用寿命比设计寿命还要短，因此在斜拉桥通车运行期间，必须进行 23 次或更多次的斜拉索更换。 为适应斜拉桥斜拉索更换工程的需要，规范和指导地区斜拉桥斜拉索更换实践，根据鄂质监标函2014348 号文省质监局关于下达 2014 年湖北省地方标准制修订项目计划的通知（第一批） ，由武汉二航路桥特种工程有限责任公司等单位在总结我国斜拉桥斜拉索更换工程经验的基础上， 并借鉴国内外其他类似工程经验，联合编写了本规程。 本规程主要内容：1 总则；2 规范性引用文件；3 术语与定义；4 基本要求；5 材料；6 斜拉索更换设计；7 斜拉索更换施工；8 斜拉索更换施工监控；9 完工测试与交工验收；条文说明。 本规程为湖北省内首次发布， 由武汉二航路桥特种工程有限责任公司负责具体内容的解释。 执行本规程过程中如有意见和建议，请及时函告武汉二航路桥特种工程有限责任公司，以便修订时参考，联系地址：湖北省武汉市武昌区小洪山东区 34 号湖北省科技创业大厦 A 座 20 层，邮编 430071。 DB42/T 12522017 1 斜拉索更换技术规程 1 总则 1.0.1 为规范斜拉桥换索设计与施工， 使换索设计与施工符合技术先进、 安全可靠和经济合理的要求，制定本规程。 1.0.2 本规程适用于混凝土斜拉桥平行钢丝斜拉索的更换。其他形式桥梁的斜拉索更换可参照执行。 1.0.3 斜拉索更换应采用成熟、可靠的工艺及对既有交通影响最小的施工方案。 1.0.4 斜拉索换索除应满足本规程规定外，尚应符合现行国家、行业及地方相关标准的规定。 2 规范性引用文件 本标准引用了下列标准的有关条文。凡标注年号的引用文件，仅注年号的版本适用于本标准，凡未注年号的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本标准。 GB/T 699 优质碳素结构钢 GB/T 3077 合金结构钢 GB/T 17101 桥梁缆索用热镀锌钢丝 CJ/T 297 桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料 JT/T 775 大跨度斜拉桥平行钢丝斜拉索 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG/T D65-01 公路斜拉桥设计细则 JTG/T F50 公路桥涵施工技术规范 JTG/T J21 公路桥梁承载能力检测评定规程 3 术语和定义 JTG/T D65-01 和 JT/T 775 界定的以及下列术语和定义适用于本规程。为了便于使用，以下重复列出了 JTG/T D65-01 和 JT/T 775 中的某些术语和定义。 3.1 斜拉桥 cable-stayed bridge 将斜拉索两端分别锚固在塔和梁或其他载体上，形成塔、梁、索共同承载的结构体系。 JTG/T D65-01-2007，术语 2.0.1 3.2 平行钢丝斜拉索索体 parallel steel wire cable 按照预定长度及规格要求， 将确定根数的高强度镀锌钢丝呈正六边形或缺角六边形紧密排列， 经左旋轻度扭绞后缠包高强度聚酯纤维带再热挤高密度聚乙烯（HDPE）护套的钢丝束。 JT/T 775-2010,定义 3.1.2 DB42/T 12522017 2 3.3 塔顶吊 overhead suspension 安装于塔顶的主提升设备。 3.4 梁底施工平台 construction platform of beam bottom 斜拉索更换过程中在主梁底部设置的施工作业平台。 3.5 斜拉索放张 reducing cable force 利用张拉或牵引设备将拟拆斜拉索索力逐级减小的过程。 3.6 斜拉索退索 pulling cable out of cable duct 利用牵引设备将拟拆斜拉索锚固系统从索道管内牵引出来的过程。 3.7 斜拉索下放 lower down cable 利用塔顶起吊设备牵引斜拉索将其下放到桥面的过程。 3.8 桥面展索 cable expansion on bridge deck 将斜拉索索盘放置在放索机上利用卷扬机牵引斜拉索将其展开的过程。 3.9 塔端挂设 cables suspension of tower head 利用塔顶起吊设备将斜拉索牵引到塔端并挂设的过程。 3.10 梁端挂设 cables suspension of beam end 利用牵引设备将斜拉索引入梁端索道管的过程。 3.11 斜拉索索力调整 adjustment of cable force 为改善结构的受力和线形状态而对斜拉索索力进行调整的过程。 3.12 合理成桥状态 reasonable state of completed bridge 斜拉桥成桥时结构受力、斜拉索索力及线形等与设计基本吻合的状态。 JTG/T D65-01-2007，术语 2.0.28 4 基本要求 4.0.1 换索设计前应进行桥梁结构检测与评定，并对换索的必要性及可行性进行研究。 4.0.2 斜拉索换索实施前应按如图 4.0.2 所示流程制定换索实施流程。 DB42/T 12522017 3 图 4.0.2 换索实施流程 4.0.3 换索工程实施前应设置或利用已有的永久性控制监测点，使其满足桥梁换索的设计、施工及换索后服役期检测和监测的需要。 4.0.4 换索前应依据专项检测报告进行设计，设计文件中应明确换索的范围及各项要求。 4.0.5 换索的桥梁如需加固，应同步进行加固设计，并应在加固完成后实施换索。 4.0.6 换索中应避免损伤桥梁结构。 4.0.7 换索施工前应进行恒载索力和桥面线形测试，当测试结果与换索前的检测评估测试结果偏差超过5%时应分析原因，并应将其及时反馈至换索设计方。 5 材料 5.1 一般规定 5.1.1 斜拉索基本参数及相应配套锚具类型、规格、数量，宜与原设计保持一致。 5.1.2 斜拉索索体与锚具材料品质不低于原设计要求。 5.1.3 斜拉索采用的防护、防腐材料应满足结构耐久性设计要求。 5.2 斜拉索 5.2.1 新换的拉索宜选用复合防腐型索体。 5.2.2 斜拉索用高强钢丝的性能指标应满足现行桥梁缆索用热镀锌钢丝 （GB/T 17101）的要求。 5.2.3 斜拉索用锚具钢材应选用优质碳素结构钢或合金结构钢，其性能指标应满足相应国家标准优质碳素结构钢 （GB/T 699）和合金结构钢 （GB/T 3077）要求。 5.2.4 斜拉索外防护材料性能指标应符合行业标准桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料 （CJ/T 297）的相应要求。 设计文件检测报告施工资料监控报告竣工资料管养资料可行性研究报告换索前检测要求换索前检测与评估检测报告评估报告换索决策换索可行性研究维修养护换索施工换索设计换索前结构检算换索施工图设计索力优化设计换索后索力目标施工组织设计施工专项方案施工临时设施施工监控换索完工测试否是DB42/T 12522017 4 6 斜拉索更换设计 6.1 一般规定 6.1.1 换索设计前，应充分收集桥梁设计、施工及运营期的资料。 6.1.2 换索设计前应对桥梁结构进行专项检测，其检测内容应包括外观、桥面线形、塔顶偏位及索力等。 6.1.3 换索设计应对桥梁的技术状况和承载能力进行评定， 确保换索后的结构安全和正常使用的要求。 6.1.4 换索施工方法、流程、工艺的设计应考虑结构或构件的实际状况和换索期间交通组织情况。 6.1.5 换索设计应明确换索的顺序及采取的相应措施。 6.2 更换设计 6.2.1 斜拉索更换设计应符合如下原则： 1 以检测报告为主要依据，方案应具有针对性、可靠性、可操作性和经济性； 2 病害最严重的索最先更换； 3 换索实施过程及换索完成后的桥梁结构处于安全状态； 4 换索施工对交通和社会造成影响最小。 6.2.2 斜拉索更换设计应综合考虑下列因素： 1 原结构的技术状况； 2 需要维修加固的结构部位及范围； 3 加固后的荷载等级标准； 4 新索体、锚具及减振装置的选型； 5 施工方案及施工环境； 6 控制工期及交通组织； 7 工程技术经济性指标。 6.2.3 斜拉索更换设计应包括下列内容： 1 拉索更换的范围及数量； 2 新索体结构的类型； 3 换索对桥梁通行的要求； 4 换索施工顺序及要点； 5 结构需要同时维修加固的内容和实施方案； 6 换索过程中不确定因素分析和应急策略。 6.3 斜拉索更换结构验算 6.3.1 换索设计应根据原桥设计、竣工资料、历次监测和维修改造的历史记录、以及换索前实测索力和桥面线形，拟定换索后合理的成桥状态。 6.3.2 按照拟定的合理成桥状态，确定换索顺序，并确定新索张拉控制力。 6.3.3 换索设计计算应包括如下内容： 1 桥梁结构原设计验算； 2 桥梁结构现有状态确定； 3 合理成桥状态确定； 4 合理施工状态及流程确定。 6.3.4 换索计算参数取值应符合下列规定： 1 结构线形、截面几何尺寸、材料特性应以现场实测数据为准，无法实测时，可取原设计采用值，但应计入材料劣化及结构的损伤影响； DB42/T 12522017 5 2 结构二期恒载应根据现场实测数据为准； 3 汽车和人群荷载标准应按现行标准计算，当有明确约定时亦可维持原设计标准； 4 应维持原设计的边界条件，如果存在改变，应在计算建模时考虑，并判断是否需要恢复到原设计状态； 5 混凝土桥梁计入收缩、徐变的影响； 6 基础变位的影响应根据桥梁实测变位值计入； 7 临时荷载应根据施工方案据实计入。 6.3.5 换索计算模型建立应符合下列规定： 1 上、 下游索成对同步更换时可采用平面杆系模型进行计算， 否则应采用空间杆系或三维实体模型进行计算； 2 应计入桥梁既有损伤的影响； 3 应计入非线形的影响； 4 应计入桥梁原有施工过程的影响； 5 应计入风、温度等环境影响。 6.3.6 合理成桥状态计算应以成桥索力的优化并改善已受损结构受力状况为目标。换索后不应改变原结构受力模式。 6.3.7 在合理施工状态计算中，当需通过换索改善主梁受力时宜采用多次张拉法。 6.3.8 换索前、换索中、换索后的结构强度、刚度、稳定等验算应符合现行公路桥涵设计通用规范（JTG D60） 、 公路桥梁承载能力检测评定规程 （JTG/T J21）和其他现行规范的规定。 6.3.9 当采用不中断交通换索时，换索各施工阶段的计算应考虑车辆荷载作用对结构的影响。 6.3.10 运营状态、施工状态斜拉索和斜拉索锚具的安全系数应满足公路斜拉桥设计细则 （JTG/T D65-01）的要求。 7 斜拉索更换施工 7.1 一般规定 7.1.1 换索施工应符合 公路桥涵施工技术规范 （JTG/T F50） 的相关规定， 并满足换索设计的要求。 7.1.2 斜拉索张拉施工宜选在环境因素变化较小、交通量少或交通中断的时间段进行。 7.1.3 换索施工过程中若发生主要受力结构意外破损，应暂停换索施工，查明并分析原因后采取相应措施，再进行换索施工。 7.2 施工准备 7.2.1 换索施工前应进行如下基础资料的收集与调查： 1 斜拉索更换设计施工图； 2 有关斜拉索的设计图纸、计算书、设计变更、施工记录、材料试验报告、竣工验收资料和养护维修等资料； 3 有关斜拉索有害振动的资料， 包括定性或定量的振幅、 频度及发生有害振动时的气象或其他成因条件； 4 已进行过的历次检测及其评定结果； 5 运营期间的维修加固情况、超载车辆过桥的情况； 6 自然灾害及意外损伤（火灾、爆炸、化学腐蚀等引起拉索烧伤、钢丝退火或车辆冲撞使拉索断丝或折断）详情。 7.2.2 换索前应对桥梁进行全面复查，并保存相应的复查记录。与专项检测报告不符的情况，应及时DB42/T 12522017 6 向建设单位反映。 7.2.3 斜拉索更换前应根据斜拉索更换设计文件、检测报告、现场实际情况、斜拉桥相关基础资料编制斜拉索更换施工组织设计，施工组织设计应包括以下内容： 1 施工组织机构的确定； 2 施工工期计划，特别是旧索拆除、新索安装的时间安排； 3 施工方案的确定，包括确定塔端或梁端张拉、合理的换索牵引方式、旧索拆除及新索安装的方法与设备、新旧索体的保护措施等。应根据索长、索重的不同，选择不同的放张设备； 4 交通开放与管制方案； 5 施工安全与质量的保证措施。 7.2.4 斜拉索更换施工前应根据塔顶构造、单根斜拉索重量、斜拉索挂设方式制作安装塔顶吊装置，塔顶吊装置应进行专项设计。 7.2.5 斜拉索更换施工前应根据斜拉索结构形式、桥面宽度和交通通行要求，结合桥梁技术状况、施工方案进行交通组织设计。 交通组织设计应包含交通标志标牌、 安全设施、 诱导措施及信息播报等设计。 7.2.6 斜拉索更换施工前应根据主梁结构尺寸、张拉空间需求、荷载需求、安装方法等设计制作梁底施工平台。 7.2.7 斜拉索更换施工前应进行施工设备、工具的准备，并对设备进行鉴定校准，合格后方可使用。 7.3 旧斜拉索拆除 7.3.1 斜拉索拆除应先拆除斜拉索上下锚头外端的防护罩、防雨罩、减振器等附属设施；再对上下锚头索道管、锚垫板进行清理，必要时对索道管进行修整。 7.3.2 斜拉索放张应符合下列规定： 1 斜拉索放张应以索力和回缩量进行双控； 2 斜拉索放张宜对称同步进行、分级松张； 3 以实测索力为依据，进行斜拉索放张； 4 旧斜拉索放张时宜先采用千斤顶放张， 待斜拉索张力小于松索时卷扬机的牵引力时采用卷扬机进行斜拉索下放。 7.3.3 在斜拉索下放过程中应采取措施，缓慢放松，防止拉索坠落。斜拉索下放至桥面后应及时将其移出桥面。 7.4 新斜拉索安装 7.4.1 斜拉索进场后应对成品斜拉索进行检查，其质量满足设计和相关规范要求；斜拉索安装前应对塔、梁端的索导管进行全面检查，对索导管内的焊渣、毛刺等进行打平磨光处理。 7.4.2 斜拉索安装前应利用放索机对斜拉索进行桥面展索。 7.4.3 在不中断交通条件下换索时，应采用占用施工空间较少的压锚装置进行梁端挂设。 7.4.4 斜拉索张拉的顺序、分级和量值应按设计规定执行。 7.4.5 斜拉索在运输、展索、挂索、牵引及压锚过程中应采取相应的保护措施防止索体损伤。 7.5 附属设施安装与防护 7.5.1 斜拉索更换过程中对已更换完成的斜拉索应采取临时减振措施，待索力调整完成后换成永久性的减振装置。 7.5.2 在换索施工过程中应采取临时措施防止雨水侵入。在新斜拉索安装后应按设计要求在梁端安装防雨罩、锚头安装保护罩，且采取有效的防水、防潮措施。 DB42/T 12522017 7 8 斜拉索更换施工监控 8.1 一般规定 8.1.1 换索施工监控应由有资质的第三方实施。 8.1.2 换索施工监控应以设计要求的合理成桥状态为控制目标， 并保证桥梁结构在换索过程中的安全。 8.1.3 换索前应根据换索设计与施工方案制定换索监控方案，监控方案应包括监控目标、监控内容、监控频率、监控计算、施工监测、反馈控制和监控组织等内容。 8.1.4 全桥拉索更换后应根据实测的索力与桥面线形，以及实测索力与设计索力之间的差异情况确定是否调整索力。 8.1.5 在换索完成后应形成监控报告，其主要内容应包括换索工艺流程、换索中结构受力与变形变化情况、换索完成后桥梁索力、主梁线形等。 8.2 监控计算 8.2.1 换索实施前应进行下列监控计算： 1 原桥设计符合性计算； 2 换索前桥梁结构实际状态识别分析计算； 3 换索设计方案复核计算； 4 既有索拆除、新索张拉施工过程结构模拟分析计算； 5 换索后的成桥状态调整计算。 8.2.2 换索前的桥梁结构实际状态识别分析应针对实测索力与结构几何状态进行，并将其作为换索过程结构分析与换索后的合理成桥状态调整计算的基准。 8.3 施工监测 8.3.1 换索施工前应对桥梁结构几何及索力状况进行测试。 8.3.2 换索过程中结构应力及变形监测应针对其变化量值较大的部位进行，并应包括： 1 主梁跨中、L/4 及根部截面应力； 2 主梁跨中、L/4 截面变形； 3 桥塔根部截面应力； 4 桥塔顶偏位； 5 索力。 8.3.3 拉索更换过程中应对被更换索前后 45 组（根）索的索力进行测试。 8.3.4 换索过程中除应对已有混凝土结构裂缝进行监测外，还应对结构控制截面及薄弱部位进行裂缝观测。 8.3.5 换索过程中应对温度场进行监测，换索施工监测应选择在结构温度趋于稳定且封闭交通的时段内进行，监测仪器设备应能满足设计或监控对误差识别的要求。 8.4 反馈控制 8.4.1 换索施工反馈控制工作应包括： 1 通过实际监测结果与理论计算值进行比较识别桥梁在换索过程中结构受力与几何状态， 并判别其误差是否处于容许范围内； 2 当误差超过容许值时，分析其误差成因及影响程度； 3 发布换索施工过程指令。 8.4.2 换索施工过程中的结构受力和几何状态改变的监测值与计算值之间的误差限值应符合设计要求；当设计无要求时，部分误差限值可按表 8.4.2 采用。 DB42/T 12522017 8 表 8.4.2 结构受力和几何状态改变监测值与计算值之间的误差限值 项目 误差限值 混凝土结构应力 计算值不大于 10MPa 20% 计算值大于 10MPa 10% 索力 10% 桥塔偏位 塔高的 1/3000，且不大于 30mm 主梁标高 20mm 8.4.3 换索施工过程中结构内力和几何状态的监测值超过设计要求或表 8.4.2 规定时， 应停止施工， 并应在查明原因或采取措施后方能继续施工。 9 完工测试与交工验收 9.1 完工测试内容 完工测试除测定成桥索力外，宜进行静、动载试验。 9.2 交工验收 换索工程完成后，应按“公路工程竣（交）工验收办法”的要求进行交工验收，评价工程质量是否符合技术标准及设计要求。验收合格后，方可交付使用。 DB42/T 12522017 9 本规程用词说明 1 为了便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须” ， 反面词采用“严禁” ； 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的词： 正面词采用“应” ， 反面词采用“不应”或“不得” ； 3）表示允许稍有选择，在条件允许时首先这样做的词： 正面词采用“宜” ， 反面词采用“不宜” ； 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可” 。 2 规程中指定应按其他有关标准、规范执行时，写法为“应按执行”或“应符合要求或规定” 。非必须按指定的标准、规范的规定执行时，写法为“可参照” 。DB42/T 12522017 11 斜拉索更换技术规程 Technical specification for cable replace of cable-stayed bridge 条 文 说 明 DB42/T 12522017 13 目 次 1 总则 . 15 5 材料 . 15 5.1 一般规定 . 15 5.2 斜拉索 . 15 6 斜拉索更换设计 . 15 6.2 更换设计 . 15 6.3 斜拉索更换结构验算 . 15 7 斜拉索更换施工 . 16 7.2 施工准备 . 16 7.3 斜拉索拆除 . 17 7.4 斜拉索安装 . 17 7.5 附属设施安装与防护 . 18 8 斜拉索更换施工监控 . 18 8.1 一般规定 . 18 8.2 监控计算 . 18 8.3 施工监测 . 18 9 完工测试与交工验收 . 19 9.1 完工测试内容 . 19 DB42/T 12522017 15 1 总则 1.0.1 根据公路工程技术标准 （JTG B01-2014）6.0.11 条规定斜拉索设计使用年限为 20 年，而根据公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2015）1.0.3 条规定公路桥涵结构的设计使用年限 100 年。在斜拉桥通车运行期间，须进行 23 次或更多次的斜拉索更换。 1.0.2 本条主要是考虑到已经换索的斜拉桥，大部分为混凝土斜拉桥，且斜拉索以平行钢丝斜拉索为主，钢主梁斜拉桥换索工程尚无样本。因此，适用范围确定为混凝土平行钢丝斜拉桥。 1.0.3 应避免因检测手段和评价技术落后， 导致换索之后带来的结构损坏、 经济损失和社会不良影响。 5 材料 5.1 一般规定 斜拉索作为一个独立构件，应有完整可靠的密封防护构造，尤其是索端与锚具结合部位。 5.2 斜拉索 5.2.1 防腐化合物采用具有不干性、对钢丝有良好的粘附性、对钢丝有阻蚀保护性能等特点的不干性阻蚀型化合物。 6 斜拉索更换设计 6.2 更换设计 6.2.1 换索是一个必然的、不断改进的过程。换索过程是充分利用原结构物设计使用年限的储备，延长其使用寿命。 6.3 斜拉索更换结构验算 6.3.1 运营多年的斜拉桥，由于车辆的超载，斜拉索的腐蚀、松弛，混凝土的收缩、徐变，运营期的加固改造等因素的影响，结构的内力和线形会偏离原设计的合理成桥状态。换索计算时，参考原设计索力、竣工及运营期间的实测索力、换索前实测索力，及历次维修改造的情况重新拟定合理成桥状态，以使换索后结构的内力和线形达到拟定的合理成桥状态。 6.3.2 换索张拉力不仅与成桥状态有关，还与合理施工状态有关。换索张拉力应以成桥状态的索力为基础，确定换索顺序，可通过常规的方法，求得换索的张拉力，所确定的张拉力应保证成桥状态和合理施工状态的耦合。必要时，可在换索的一定阶段施加换索调整力（即调索） 。 6.3.3 换索设计一般通过对原桥设计图纸进行计算与验算，掌握桥梁的完好状态；根据检测评定结果进行复算，从桥梁的完好状态退化为桥梁现状，作为换索设计的起始状态，据此确定换索后的合理成桥状态和合理施工状态。 计算应包括换索前后各工况的拉索索力、 主梁应力值、 主梁挠度值、 主塔应力值、主塔偏位值，及换索后结构正常使用极限状态及承载能力极限状态等项目。 6.3.4 参数取值的基本原则是应使结构分析尽可能与桥梁的实际状态相近。实际结构可能存在结构恒载自重与设计图纸不符的情况， 应根据施工记录和实测拉索索力对恒载集度进行调整。 长期运营的混凝土桥梁结构应根据实际情况确定混凝土材料的弹性模量， 建议在桥梁检测时进行荷载试验以确定结构的实际刚度。施工过程中，如果不中断桥面交通，荷载按照实际施工临时荷载以及桥梁通行荷载考虑。材料劣化程度在换索前的桥梁检测评估中有明确结论。 6.3.6 换索除了改善索体状况外，也是改善结构受力状态的机会，至少不得加剧结构已经存在的缺陷或损伤。例如，当既有结构出现裂缝，为防止裂缝的进一步开展，须严格限制目标内力及各施工阶段结DB42/T 12522017 16 构开裂区的正应力和主应力。在换索主梁支座反力太小，甚至出现负反力时（拉压支座除外） ，对结构的受力及稳定性影响很大，需要在合理成桥状态计算中综合考虑。 6.3.7 针对合理成桥状态需要，对换索施工过程进行分析计算，以确定各工况下的拉索初张力和结构受力状态。在确定的成桥目标索力下，换索初拉力与施工步骤密切相关。如果采用一次张拉法，应根据倒退分析或正装迭代分析确定出换索初拉力； 如果采用多次张拉法， 则拉索初拉力仅须保证结构安全和线形平顺即可， 并在必要时对拉索索力进行调整， 最后在成桥时再调整一次索力确保达到需要的成桥索力。 6.3.8 换索时，桥梁已使用一定时间，因此，无论是换索前还是换索后，均针对服役桥梁进行结构验算。 6.3.9 换索的桥梁很多都存在中断交通困难、压力大的难题，尤其是高速公路桥梁、城市桥梁等，采用不中断交通换索大大增加了换索施工的复杂性， 主要是由于通行车辆荷载的复杂性， 换索各施工阶段的计算需充分各种类型车辆荷载对结构的影响。因此，换索工程尽可能采用中断交通的施工方式，即便不能完全封闭交通， 也尽可采用在斜拉索张拉或调索时临时封闭交通的方式， 以去除车辆荷载对索力的影响。 7 斜拉索更换施工 7.2 施工准备 7.2.1 斜拉索更换前对桥梁相关基础资料的收集与调查非常重要，通过资料的收集与调查了解大桥的加固历史、现状及可能出现的偶然荷载，为斜拉索更换施工的顺利进行奠定基础。 历次检测及其评定结果、车辆超载情况、自然灾害、意外损伤情况对于掌握桥梁状态极其重要，防止施工过程中对桥梁造成破坏性损伤，加重桥梁病害。 7.2.2 换索前的复查工作是换索工程的重要组成部分，是先导工程、基础，应全面、细致，复查对象包括主梁线形及桥塔偏位、斜拉索索力、斜拉索 PE 护套破损状况及钢丝锈蚀状况、斜拉索锚固系统及减振装置、梁塔裂缝等缺陷和损伤、附属设施等其他构件。换索工程除了涉及工程技术问题外，还涉及经济和社会影响等方面，因此在决定采取换索措施以前应认真做好换索必要性评定。 斜拉索钢丝及锚具锈蚀情况的检查， 包括每根拉索截面损失严重程度 （腐蚀或断丝造成截面削弱） ，损坏钢丝的根数与在索截面上的分布情况，以及对整桥安全危害情况的评估。 斜拉索锚固端应进行详细检查，包括钢锚箱和冷铸锚锚杯裂缝开裂情况，钢套管、锚头、锚垫板、螺栓、索道管锈蚀情况，墩头有无径缩迹象等。检查拉索内置及外置式阻尼装置是否有效，有无损坏。 7.2.3 换索工程的实施是一个严格按照设计程序进行的复杂的施工过程。施工单位应根据换索结构设计的要求，做好施工组织设计，以保证换索过程安全、可靠、质量优良。 7.2.4 旧斜拉索下放和新斜拉索挂设的一个关键设备是塔顶吊装置， 其使用贯穿整个斜拉索更换施工。由于在斜拉索更换施工时索塔已经形成， 无法像新建斜拉桥斜拉索安装时在塔顶预埋吊点， 塔顶形式多样，给塔顶吊设计和安装增加难度。塔顶吊的安全性直接影响着斜拉索更换施工的安全性，因此必须对塔顶吊进行专门设计和安装。 塔顶吊的设计应结合斜拉桥新建时斜拉索安装方案 （若斜拉索安装时有塔顶吊预埋件可以利用， 若没有需另行设计）和塔顶结构形式进行针对性设计。 塔顶吊的安装和拆卸均为高空作业， 在塔顶吊设计时应采用小构件现场拼装成型的方式， 尽量减少高空作业，确保塔顶吊质量和装拆便利。 塔顶吊使用过程中应注意以下事项： 1 严禁超荷载使用。当塔顶吊实际荷载超过设计荷载时，应对其进行重新计算补强后方可继续使用； 2 定期、不定期对塔顶吊进行全面检查。若发现异常应立即停止使用进行维修处理后方可继续使DB42/T 12522017 17 用。 7.2.5 交通组织是斜拉索更换施工正常进行的保障，在交通组织设计时应与斜拉索更换施工组织设计相匹配。 7.2.6 对斜拉索梁端锚头外露（外侧和底部）的斜拉索更换，需要在主梁底部设置施工平台，作为旧斜拉索梁端锚头拆除、新斜拉索梁端锚头安装、张拉（若梁端为张拉端时）及调整的施工平台。 梁底施工平台应根据主梁断面尺寸（宽度、高度） 、斜拉索梁端布置（横桥向斜拉索、外护栏、内护栏之间的关系及距离） 、斜拉索更换施工荷载等进行针对性设计，应尽量满足行走方便迅速、装拆方便，提高斜拉索更换施工工效。 7.2.7 斜拉索更换施工需要的设备种类、数量较大，且大部分为专用设备，因此在斜拉索更换施工前需要对这些设备进行准备、检测、标定。施工主要设备为起重、牵引设备、桥面展索设备和斜拉索张拉设备。所有施工设备、工具应有一定的安全系数，且满足现场使用需要及临时更换替代所需要的数量。 7.3 斜拉索拆除 7.3.1 斜拉索拆除应将梁底施工平台移动至待拆除斜拉索正下方； 拆除斜拉索上下锚头外端的防护罩、防雨罩、减振器等附属设施，对不需要更换的附属设施应进行维修保养、妥善存放备用；对上下锚头索道管、锚垫板进行清理，必要时对索道管进行修整。 斜拉索的拆除工艺虽然是斜拉桥新建时斜拉索安装的逆顺序， 但受斜拉索锚固端现状制约 （如梁端锚头填充水泥砂浆、索道管分节管内凸起、锚环无法松动等） ，使得斜拉索拆除难度非常大。在拆除锚头外端的防护罩后，若发现锚头内填满水泥砂浆，应提前采用专用工具对其进行清理。 7.3.2 放张分级标准应以伸缩量进行控制：根据实测索力结合斜拉索特性计算出索力作用下伸长量与千斤顶最大行程相除的余数为第一级放张的伸长量控制值， 后继所有级均以千斤顶最大行程为放张的伸长量控制值，直至索力小于 50kN。 目前斜拉索的索力测试方法中油表法是最为简便的， 因此在斜拉索放张时记录锚头螺母刚松动时的油压表读数可作为斜拉索的控制索力。 斜拉索放张可按照如下流程进行： 1 将放张设备运至斜拉索放张施工平台上，在塔端锚固区（或梁端锚固区）安装变径螺母、张拉杆，直至锚杯内丝扣满丝，然后依次安装撑脚、穿心千斤顶及张拉杆螺母； 2 检查放张设备工作性能良好后，同步起动千斤顶，顶松锚头螺母，并记录锚头螺母刚松动时的油压表读数（对监控测量索力进行复核） ； 3 以实测索力为依据，进行拉索放张。放张时必须严格控制放张力，宜按双塔反对称、单塔双向对称同步进行、分级松张。 卷扬机放张比千斤顶放张速度快，但牵引力较小，因此在旧斜拉索放张时首先采用千斤顶放张，待斜拉索张力小于松索时卷扬机的牵引力时采用卷扬机进行斜拉索下放。 斜拉索松张程序图如附图 7.3.2： 附图 7.3.2 斜拉索松张程序图 7.4 斜拉索安装 7.4.1 在斜拉索更换施工时，斜拉索索道管为原有构件，且旧锚头从索道管内取出，可能使索道管存实测索力 张拉至大螺母松动 （启动索力） 一次同步松张 持荷3min 二次同步松张 持荷3min DB42/T 12522017 18 在一定的损伤，在斜拉索安装前应对索道管进行处理。若索导管内有残留焊渣、毛刺等小型突起物时可以采用砂轮打磨、高压水射流等方式进行处理。 7.4.2 在不中断交通条件下进行斜拉索更换，在桥面施工空间受限制时桥面展索宜采用立式展索机进行展索；若施工空间不受限制或采用中断交通条件下进行斜拉索更换则可采用卧式放索机进行展索。 7.4.4 新斜拉索的张拉应力应按公路桥涵施工技术规范 （JTG/T F50）规定执行。 7.4.5 可采用如下措施进行索体保护： 1 斜拉索桥面展开前，应清除桥面上各种障碍物，对无法清除部分应包裹保护橡胶垫，牵引时，应避免拉索与障碍物发生碰撞； 2 斜拉索展索时， 在斜拉索索体、 锚头及张拉杆下方分别加垫托索小车、 锚头小车和张拉杆小车，小车上的型钢要求打磨光滑无毛刺，并应设置合理托索小车间距； 3 在斜拉索与放索机、托索小车、夹具和索导管等直接接触部位加垫橡胶皮，其他有可能接触的部位也加垫橡胶皮，防止斜拉索表面压伤、碰伤或挤伤； 4 梁端牵引时，加大梁端牵引夹具的长度，增加夹具同斜拉索的接触面积，减小斜拉索单位面积的受力；夹具安装要尽量保持水平，确保斜拉索两侧受力均匀，不出现局部应力集中而破坏斜拉索 PE护套； 5 斜拉索进入梁端索导管时采用手拉葫芦或汽车吊调整角度，避免拉索表面接触索导管口。 7.5 附属设施安装与防护 7.5.1 斜拉索是斜拉桥的一个重要组成部分，但它由于质量小、柔度小、结构阻尼低等特点，极易发生振动。斜拉索的振动对斜拉桥的安全和使用都有很大的危害性，可以造成斜拉索疲劳、引起锚具的疲劳裂缝，也加快了斜拉索的腐蚀，大大缩短斜拉索的使用寿命，另外，过大的振幅也易引起行人的不舒适。 目前，斜拉桥斜拉索减振除了采用防振截面的斜拉索外，还需安装斜拉索减振器。 由于斜拉索施工周期较长， 已安装的斜拉索若不安装临时减振装置， 在施工期间极易造成斜拉索空中碰撞损伤、 斜拉索与索道管碰撞损伤等伤害。 因此斜拉索更换施工过程中应对已安装的斜拉索安装临时减振装置。为了抑制斜拉索振幅过大，全桥斜拉索安装完成后安装永久减振装置。 7.5.2 斜拉索锚端防护的基础是结构、填充、密封、涂装等技术工艺组合应用，针对不同结构、不同环境下使用的斜拉桥采取不同的组合防护形式。 8 斜拉索更换施工监控 8.1 一般规定 8.1.3 由于旧桥梁结构受力复杂，换索前的结构受力状态识别难度大，致使换索过程的结构受力状态模拟分析准确性受到影响，因此，仅依据理论分析结果进行换索可能达不到换索目标，需要采取有效的监测手段对换索过程中的结构受力、变形情况进行监测，以便验证理论计算结果，有效控制换索过程。 8.2 监控计算 8.2.1 原桥设计符合性计算是针对桥梁设计文件进行的独立计算， 其目的在于了解桥梁原有设计状况，同时，通过与当前实测结果的对比，掌握桥梁结构的变化情况。 8.3 施工监测 8.3.2 应变测试截面应选择施工过程及成桥状态出现最大正、负弯矩的截面。应力测点应布设在结构应力状态明确的地方， 避免在应力集中或受边界条件影响严重的地方布设测点， 除非所布设的测点是专门用于监测上述部位的局部应力状态。应变一般通过表贴式应变计测试。 变形监测主要是主梁标高，兼顾主梁轴线横桥向偏位、塔顶纵桥向位移等。应对主要控制点和所布DB42/T 12522017 19 设的观测点进行恒载作用下的结构几何线形和轴线位置等总体几何量的观测， 作为控制换索前后桥面高程的依据， 应避免在结构局部变形较大的地方布设测点。 换索过程中， 几何监测应包括卸索前、 卸索后、新索张拉、调索四个阶段进行，测点布置在拉索与主梁锚固处等控制点上，用以监控桥面高程变化。线形监测一般采用高精度全站仪或水准仪。 8.3.3 拉索更换过程中，一般只对被更换拉索（目标索）附近的 45 对拉索有较大影响，对其余拉索影响很小，而且越远离目标索，影响越小。对换索过程中索力监测的结果表明：旧索卸除时，相邻索的索力增幅基本在 10%20%之间，个别达到 40%左右，但在目标索安装并张拉至设计值后，其邻近索力基本恢复到初始值。 因此施工期间可只对被更换拉索附近的若干对拉索进行索力测量， 在成桥时再进行全面索力测量。 索力监测可采用频谱分析法， 对新换拉索索力的测定可采用千斤顶油压表法与压