DB37T-斜拉桥换索设计与施工技术规范

Q/LB.□XXXXX-XXXX目次TOC\o"1-1"\h\t"标准文件_一级条标题,2,标准文件_附录一级条标题,2,"前言 II1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14总体要求 15换索前的检测与评定 25.1换索前的检测 25.2换索必要性评定 36换索设计 46.1换索方案设计 46.2换索施工图设计 46.3其它工程设计 57换索施工 57.1换索前的准备工作 57.2换索施工组织 67.3卸索 67.4新索安装 78换索施工监控 78.1监控目的 78.2监控内容 78.3监控手段 88.4索力控制 89换索交（竣）工验收 89.1交工验收主要内容 89.2竣工验收 9前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替DB37/T1312—2009《斜拉索换索设计与施工规程》，与DB37/T1312—2009相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：删除了术语“斜拉桥”、“斜拉索”、“索塔”、“主梁”、“斜拉索调整力”、“漂浮体系”、“支承体系”、“塔梁固结体系”、“刚构体系”、“限位装置”、“合理施工状态”、“结构耐久性”、“腐蚀”、“使用年限”、“设计基准期”、“环境作用”、“维护”（见2009年版的2.0.1、2.0.2、2.0.3、2.0.4、2.0.6、2.0.7、2.0.8、2.0.9、2.0.10、2.0.11、2.0.15、2.0.16、2.0.17、2.0.18、2.0.19、2.0.20、2.0.21）；增加了“总体要求”一章（见第4章）；增加了“换索检测的基本要求”（见5.1.1）；更改了“检测程序图”（见5.1.2，2009年版的3.3.1）；增加了检测方案中索力测定方法、支承体系检测的要求（见5.1.4）；增加了拉索评定指标及分级标准的要求（见5.2.2）；增加了拉索更换条件的要求（见5.2.3）；增加了换索方案设计中施工监控的内容和要求（见6.1.4）；增加了设计依据中换索施工流程与工艺（见6.2.1）；删除了委托方的特殊要求（见2009年版的5.1）；增加了确定换索初拉力时考虑恒载变异情况的要求（见6.2.3）；增加了结构内力检算计入材料劣化及结构损伤影响的要求（见6.2.4）；删除了新拉索承载力安全系数的要求（见2009年版5.4.2）；增加了换索前搭建施工平台及安全防护棚、布置应力测点、桥位处气象调查的要求（见7.1）；增加了换索施工组织中环保的要求（见7.2.1）；增加了新索安装前对塔、梁进行全面检查、对索导管磨光处理的要求（见7.4.2）；增加了新索防潮、防雨、防碰撞的要求（见7.4.5）；增加了施工监控环境气象参数的要求（见8.2.6）；增加了拉索索力控制的要求（见8.4.1）；增加了交工验收中对桥面高程和主梁线形的要求（见9.1.5）。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由山东省交通运输厅提出并组织实施。本文件由山东省交通运输标准化技术委员会归口。本文件起草单位：山东省交通规划设计院集团有限公司、山东高速建设管理集团有限公司、山东省路桥集团有限公司、佛山市交通投资集团有限公司、中铁长江交通设计集团有限公司。本文件主要起草人：徐召、王术剑、范永年、徐常泽、王志英、臧洪敏、王文强、马亚、陈奉民、纪春晓、孟涛、张欣、杨丁盛、王洺鑫、刘文、吴军鹏、马雪媛、刘晓东。2009年首次发布为DB37/T1312—2009；本次为第一次修订。斜拉桥换索设计与施工技术规范范围本文件规定了斜拉桥拉索更换的总体要求，以及换索前的检测与评定、设计、施工、施工监控、交（竣）工验收的要求，描述了对应的证实方法。本文件适用于斜拉桥的换索工程。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T14370预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T18365斜拉桥用热挤聚乙烯高强钢丝拉索GB/T30826斜拉桥钢绞线拉索技术条件JT/T771无粘结钢绞线斜拉索技术条件JT/T775大跨度斜拉桥平行钢丝拉索JTG5120公路桥涵养护规范JTG/TH21公路桥梁技术状况评定标准JTG/T3365-01公路斜拉桥设计规范JTG/T5122公路缆索结构体系桥梁养护技术规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

斜拉索初拉力initialtensionforceofstaycable斜拉索安装到梁段上首次施加的张拉力。

斜拉索减振装置dampingdevicesofstaycable减小斜拉索振动的措施或装置。

合理成桥状态reasonablestateofcompletedbridge斜拉桥成桥时结构受力、斜拉索索力、线形等与设计理想状态基本吻合的状态。总体要求斜拉桥换索工程的设计、施工应遵循安全、耐久、环保的原则。斜拉桥换索前，应对斜拉桥进行检测，对换索必要性进行评估。斜拉桥换索工程应对不同的换索方案进行技术、经济等方面的综合比选，确定合理的换索方案。应推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备。换索前的检测与评定换索前的检测换索检测应满足下列要求：收集设计、施工和养护的资料，进行现场核查；减少对交通的干扰，并制定交通组织方案；检测结果评定应客观全面的反映拉索技术状况，为全桥换索、部分换索、维修或调索提供依据；当检测数据不足以评价拉索状况或检测数据出现异常情况时，补充检测；现场检测工作结束后，及时修补因检测造成的结构或构件局部的损伤，修补后的结构构件满足耐久性及外观的要求；制定安全、应急及环保措施。检测程序，见图1。检测程序图基础资料的收集与调查应包括下列内容：设计图纸、设计变更资料、施工监控资料、材料试验报告、交（竣）工验收资料、交通荷载情况和养护维修资料等；有关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它成因条件；已进行过的历次检测及其评定结果；运营期间的维修加固情况、超载车辆过桥的情况；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。检测方案应包括下列内容：检测目的与检测要求；检测依据，包括检测所依据的标准及有关的技术资料等；项目概况、历史检测情况；选用的检测方法及检测数量，其中检测方法应满足下列要求：检测方法应根据检测目的、结构状况和现场条件选用有相应标准的检测方法，或检测单位自行开发、已经验证或引进的检测方法；索力测定应采用千斤顶张拉法与间接法同步校验。检测人员和仪器设备应满足下列要求：检测单位符合国家规定的有关资质条件要求，检测人员具备相应的检测资质证书；检测时所使用的仪器设备在标定或校准周期内，并处于正常状态，仪器设备的精度满足检测项目的要求。检测工作进度计划；检测内容应包括：拉索防护材料破损状况；钢锚箱、锚拉板、混凝土锚块和冷铸锚锚杯等开裂及锈蚀情况；钢套管、锚头、锚垫板、螺栓等锈蚀情况，墩头和夹片有无回缩或损坏迹象等，检查拉索内置及外置式阻尼装置是否有效，有无损坏；钢丝锈蚀及断丝情况；索力测定；梁塔裂缝等缺陷损伤的检测；斜拉桥主梁线形及桥塔偏位；支承体系的病害。检算及结果评定应包括下列内容：按原设计参数或前次换索设计参数对全桥进行结构检算，根据实测索力计算梁塔的内力与变位，并与实测结果对比，分析偏差原因；开展静、动力荷载及结构自振特性试验，量测结构力学性能参数和结构动力响应，将实测数据与检算或设计值进行比较，并评定结构力学性能是否满足规范要求。检测完成后，应及时提出相应检测报告，检测报告应符合JTG/T5122中的规定。换索必要性评定应根据检测报告的内容与结论，进行换索必要性评定，确定是否换索及部分或全部换索，并提出换索初步方案，做出换索必要性评定报告。评定报告应包括下列内容：桥梁技术状况总体评定；拉索技术状况评定及分级；目前桥上交通荷载分析；需要维修的拉索数量和分布；需要更换的拉索数量和分布；新索材料、性能及换索施工的初步方案；不同换索方案的经济技术指标比较；部分或全部封闭交通的社会影响，分流桥上交通的可能性；换索推荐方案。拉索评定指标及分级标准应符合JTG/TH21及JTG5120中的规定。拉索更换条件应符合GB/T30826及JTG/T5122中的规定。换索设计换索方案设计换索设计应以调整原桥内力分布与线形、优化结构受力状态、增强桥梁结构运营安全、延长设计使用年限为目标。换索方案设计的原则：换索过程减少损坏原结构；确保换索实施过程中的结构安全及换索后的结构耐久性；确定合理的换索顺序及需采取的相应措施；对需要维修加固或改造的斜拉桥结构及构件，根据整个换索工程的施工程序，合理安排维修加固的时间；宜选高应力幅、使用年限长的拉索和可靠的阻尼装置；应采取科学合理的施工方案，减少对交通和社会造成的负面影响。影响换索方案设计的因素应包括下列内容：原结构检算评价；需要维修加固的结构部位及数量；荷载标准的确定；新索体、锚具及斜拉索减振装置的选定；施工方案及施工环境影响；工期控制及交通影响；工程经济技术指标。换索方案设计应包括下列内容：部分或全部更换拉索；是否中断交通实施换索；新索体类型；拉索拆卸、安装及张拉方案；施工方案（如加临时索、梁下搭设支架等）；拉索外其它构件的维修加固方案；施工监控的内容及要求。换索施工图设计施工图设计依据应包括下列内容：设计项目委托书；检测报告及换索必要性评定报告；荷载标准及相关技术标准、规范；竣工图纸及运营期间维修加固资料；换索方案设计审查、批复及相关会议纪要；换索现场环境作用资料；新索体及阻尼装置的技术标准；换索施工流程与工艺。应按照拟定的合理成桥状态，采用空间结构计算程序进行结构分析。应按照拟定的合理成桥状态，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，考虑恒载变异情况，按照拟定的换索次序，确定换索过程中的斜拉索初拉力。结构内力检算应以原设计或前次换索设计采用的截面几何特征、结构材料特性、边界条件及荷载标准等进行换索前的结构计算，计入材料劣化及结构的损伤影响，使其与现有桥梁的实际状态基本接近，为优化换索步骤和控制指标提供准确的依据。各施工阶段及换索后的结构内力及变形应满足有关规范的要求。检算应包括以下内容：换索前后及各施工阶段的拉索索力；换索前后及各施工阶段塔、梁在荷载作用下的应力值；换索前后及各施工阶段塔、梁变形值；换索后及各施工阶段结构正常使用极限状态及承载能力极限状态验算。拉索设计应满足以下要求：选用符合GB/T18365及JT/T775规定的平行钢丝拉索，选用应符合GB/T30826及JT/T771规定的钢绞线拉索，选用符合GB/T14370规定的钢绞线拉索锚具；确定新拉索基本参数（包括换索编号、根数、丝数、钢丝截面积、拉索直径、质量、恒载索力、张拉伸长值、无应力索长、钢丝总重），及相应配套锚具类型、规格、数量；确定新索设计使用年限并提出索体防腐蚀、耐久性能要求。必要时进行静载试验或疲劳荷载试验及防腐性能试验，试验方法和结果满足有关标准的要求；采用新型锚具时，经过耐疲劳及强度试验，以及锚固性能参数检验，证明其可靠性，使用中不会出现滑丝等锚固失效现象；通过结构计算、构造复核验证新拉索与原拉索体系的匹配。其它工程设计拉索风致振动最大振幅宜小于其长度的1/1700。对有拉索亮化、桥面翻新、护栏更换、集中排水改造需求的桥梁，应一并纳入换索工程同步设计。Shul新索宜采取有效防火措施。换索施工换索前的准备工作换索前的准备应包括下列内容：施工设备的准备；搭建换索施工平台、塔下安全防护棚。施工前全部索力测定；全桥高程测量；主要承重构件（梁、塔等）及控制构件（锚箱等）的维修加固；布置应力测点，调试相关仪器设备；施工期桥位处温度、风力等气象调查。换索施工组织换索施工组织应包括下列内容：施工队伍的选择及施工组织机构的确定；施工工期计划，特别是放索、挂索的时间安排；施工方案的确定，包括确定拉索张拉端、合理的换索牵引方式、卸索及挂索的方法与设备、新旧索体的保护措施等；交通组织方案，交通开放与管制措施；施工安全与质量的保证措施；施工过程中的环境保护措施。卸索平行钢丝拉索工艺应包含下列要点：拆除上下锚头外端的防护罩，对上下锚管、锚垫板进行清理，对锚管进行矫正、修补加固，拆除防水罩、减振器，进行维修保养，妥善存放备用；利用专用工具，以实测索力为依据，进行拉索松张，当大螺母稍有松动时为启动索力，每根拉索需进行两次松张，当启动索力接近时，方可进行卸索；卸索时应严格控制松张力，宜按双塔反对称、单塔双向对称同步进行分级松张（松张程序见图2）；松张控制程序图拉索松张前后，应量测松张索号相邻前后（4～5）组（根）索的索力变化，以及相对应梁段桥面高程的变化，并保证桥塔纵、横桥向受力平衡；利用千斤顶行程及接力螺母逐步放索，待拉索张力小于松索时卷扬机的牵引力时，即可将拉索放下，同时卸掉下锚头上的大螺母，将下锚头从锚管中拉出，卷至索盘上或切割成段运出现场；对称同步进行以使塔梁的受力均衡；在卸索过程中采取措施，缓慢放松，防止拉索突然下降，造成安全事故；填写卸索松张施工记录。钢绞线拉索工艺应包含要点：索股之间无粘结时，松张过程为安装时拉索张拉的逆过程，索股之间有粘结时，应整体松张，不应单根松张、更换；根据锚头的不同类型，采取不同的松张措施和设备，对墩头锚与夹片锚组合锚具的拉索，应先整体部分松张，再单束松张，对纯夹片锚的拉索，可以直接进行单根松张。新索安装新索安装的张拉设备应根据换索结构设计规定的要求确定类型和数量。新索安装前应对塔、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。平行钢丝拉索张拉施工要求：拉索张拉的顺序、分级及量值应按设计规定和监控指令执行，张拉应采用张拉力与延伸值双控的方法进行；为避免桥塔单向受力过大，要求每组（根）同索号拉索双塔反对称、单塔双向对称同步进行张拉；每组新索张拉后，均应进行高程测量，并应密切注意主梁控制截面的高程变化，以便为换索全过程提供验证依据；全桥拉索更换完后，应进行索力、桥面高程量测，以确定是否调索。钢绞线拉索施工要求：应将1根或2根钢绞线随HDPE护管一起起吊安装，并张拉到设计规定应力；钢绞线拉索的张拉分两个阶段，先逐根安装，逐根张拉，再整体张拉到位；单根张拉过程中，同一塔相应中跨和边跨各索钢绞线根数差不大于设计规定；整体张拉应按设计要求分级进行；应保证张拉过程中各根钢绞线的应力均匀性，对先张拉的钢绞线可适当补拉；张拉完成后，切除多余钢绞线时，应预留以后换索时所需的工作长度。新索堆放时应采取防潮、防雨及防碰撞措施。换索施工监控监控目的换索施工监控的目的是修正施工过程中各种影响成桥目标的参数误差，使成桥后结构受力和线形满足设计要求，并保证换索过程中的结构安全。监控内容应变（应力）增量的监测。在主梁、桥塔的控制截面布置应变测点，以跟踪观察这些控制截面的应力变化与应力增量的分布情况。索力的监测。索力的测定应采用千斤顶油压表法与振动测试法相结合的方法进行按照指定测量时间，跟踪量测被换索号相邻前后4组（根）～5组（根）拉索的索力，确保结构受力状态符合监控目标和设计目标的期望值。主梁变形及主塔偏位的监测。主要包括主梁各索位的标高及塔顶的偏位等。裂缝观测。换索、调索过程中，结构受力薄弱部位和受力较大的部位，以及已出现裂缝的部位，有可能出现新裂缝或原有裂缝继续扩展，应在换索、调索过程中连续观测。当出现异常情况时，应停止作业，待研究分析后，优化调索方案，并应采取有效措施保证结构安全。结构温度的监测。结构温度是影响主梁挠度的重要因素之一，在换索过程中，应对结构各控制截面的温度进行测量，以确定张拉锁定时间。环境气象参数监测。监测结果应与计算值进行比较、分析，并优化调整后续索力。监控手段确定换索监控参数，建立换索施工监控结构计算模型，进行换索过程仿真计算。按监控系统设计，在梁、塔、索结构控制部位安设检测数据采集系统的元、器件，并进行调试和防护。索力控制拉索索力控制应符合JTG/T