S237高邮北澄子河大桥再生记

    位于S237高邮段K106+131处的北澄子河大桥，全长156.1米，桥跨布置为3×25+50+1×25米5跨，主跨为系杆拱结构，主桥吊杆采用刚性吊杆；桥面净宽16米，两侧分别设0.5米人行道板，桥梁总宽17米。该桥设计荷载为汽车-20级，挂车-100，地震烈度为7级，因横跨北澄子河而得名， 2004年6月建成通车。

    该大桥于2011年7月在国省干线公路桥梁专项安全检查中，被检出存在重大安全隐患，被紧急实行中断交通。经过省市公路部门有关领导、专家、以及东南大学、扬州大学和省内有关科研机构反复研究论证，制订出“以柔性吊杆更换刚性吊杆”的桥梁维修加固方案。该项技术在全省公路桥梁维修加固工程中首次应用，并为全国少见。经过施工单位工程技术人员反复技术攻关和精心施工，成功完成全部18根吊杆更换。2012年1月2日，被封闭交通172天的北澄子河大桥重新恢复通车。

检出惊人险情  立即中断交通

    2011年6、7月间，全国连续有江苏省滨海县通榆河桥、福建省武夷山公馆大桥、杭州钱江三桥等多起桥梁发生坍塌事故，桥梁安全刻不容缓，扬州市公路管理处对此非常重视，迅速委托江苏省交通规划设计院对境内系杆拱桥梁开展专项检测。

    7月15日，检测单位发现，S237北澄子河大桥西侧拱肋第8根吊杆中，12根钢绞线吊索已滑脱7根，其余5根滴水现象十分明显，吊索拉力严重削弱，随时有垮塌的可能，大桥存在特别重大安全隐患。当日下午4时许，高邮市公路管理站立即启动应急预案，将重大险情上报高邮市人民政府和扬州市公路管理处，晚8时，对该桥实行了中断交通措施。

多方反复研讨  慎定加固方案

    为慎重起见，检测单位花费17天时间，对该桥再次进行认真全面地检测，其重大安全隐患得到进一步“确诊”。S237省道是我省南北向重要的交通要道，加之该桥处在与S333共线段和高邮城区绕城段，交通繁忙，昼夜交通量达15000辆，维持正常通行刻不容缓，桥梁维修加固更显迫在眉睫。险情发生后，省交通运输厅公路局、扬州市公路管理处、高邮市人民政府等领导都十分重视和关注，多次视察、调研、商讨，邀请省内东南大学、扬州大学以及省交通科研机构等专家、学者，召开研讨会、方案评审会，反复探讨加固维修方案。

    设计单位根据该大桥的实际情况，方案设计建议更换全部吊杆，经对对国内外更换吊杆工程和吊杆产品的广泛调查，提供了三种吊杆更换方案：一是平行钢丝+冷铸墩头锚成品索；二是钢绞线整束挤压拉索体系；三是平行钢丝拉索+上下刚拉杆组合吊杆。2011年9月1日，省公路局组织召开了S237淮江公路北澄子河大桥维修加固工程方案设计评审会，经与会领导、专家的认真讨论，综合考虑吊杆抗震、防腐等性能、动力性能、锚固性能、疲劳性能、工期和经济性以及对原结构的损失和安全性，最终确定采用第三种方案，即采用平行钢丝拉索+上下刚拉杆组合吊杆，俗称“柔性吊杆更换刚性吊杆”的办法。

换杆技术罕见  精心施工再生

    施工图设计出台后，扬州市公路管理处迅速组织了招标，由省内桥梁施工技术力量雄厚的单位——江苏华通工程检测有限公司中标。10月28日，大桥维修加固工程开工。该处组织各参建单位人员召开工地会议，统一思想认识，确定了首件工程施工方案，并决定以西8号吊杆作为首件更换。次日，首件工程正式动工。

    吊杆更换施工工艺采用临时吊杆替代原有吊杆，换索施工过程主要分临时吊杆张拉与旧吊杆卸除、新索张拉与临时吊杆拆除两大步骤。首先施工单位在大桥多个方位建立导线点控制网，测量吊杆对应位置桥面、拱肋标高及坐标。其次是搭建拱肋上、系杆底工作平台，安装临时吊杆系统。通过临时吊杆张拉、原吊杆割除转移原有员杆内力，在新吊杆安装就位后，通过新吊杆张拉、临时吊杆卸载将原吊杆内力转移到新吊杆上，吊杆安装完毕后，对预埋管内灌注防腐油脂，以防渗水和腐蚀。外部加装锚头罩和防水罩，并做防腐处理，即完成吊杆更换施工。

    在整个更换过程中，难度最大、技术要求最高的工序，要数清理拱肋及系杆中孔道和临时吊杆系统的安装。由于旧吊杆孔道内钢绞线和预埋钢管间距较小，而且内管灌满了水泥砂浆，清理拱肋及系杆中孔道，施工单位采取水钻、电钻、风镐、拉拔式千斤顶、前卡式千斤顶等多套设备加以应对，由于经验及方案不成熟，效果甚微，进展相当缓慢。为此，扬州市公路管理处领导及省内专家多次亲赴施工现场，指导施工作业，调整清理方案。11月8日，调来大型液压钻孔机，打磨孔道内钢绞线，最终成功清除孔道钢绞线及水泥砂浆。

    临时吊杆在工程中充当着核心部件，其采用两根槽钢分别锚固横梁和系梁底部的拖梁，再用4根精轧螺纹钢穿插糟孔构造而成。利用起吊设备将新吊杆装入吊杆孔，穿装新吊杆，同时套好配套的吊杆外护管，上紧新吊杆上下锚头。按照分级张拉方式，张拉新吊杆和卸载临时吊杆，直至临时吊杆将全部吊杆力转移给新吊杆。在此过程中，全程监测拱肋和系梁标高，确保其变化在设计控制范围之内，并监测新吊杆内力。

    至11月11日，历经14天，成功完成西8#吊杆更换任务，为后续更换提供了宝贵经验。随后，为加快施工进度，施工单位根据设计单位的意见，采取中心反对称平行作业法，于12月20日，完成14根柔性吊杆的更换。在余下1、9#吊杆更换时，发现内钢管为短管焊接而成，内部扭曲不直，且拱肋中预埋钢管与系杆的预埋钢管不在同一轴线上，存在严重的偏心现象。造成设计的钢拉杆无法连接。经过多方面探讨，采用大型液压钻机对上锚头进行扩孔工作，磨除拱肋中的预埋钢管，扩大锚头孔径。于12月29日，顺利完成全部18根吊杆的更换。

    期间，高邮市公路管理站作了大量协调和项目管理工作，为大桥早日恢复通车做了积极的贡献。

全程质量监控  确保万无一失

    为保证S237北澄子河大桥吊杆更换的安全性，扬州市公路管理处委托扬州大学道路与交通工程研究所对吊杆更换的过程进行全过程的质量监控。主要监控内容为桥面高程、新吊杆的张拉伸长率和索力。

    在北澄子河大桥加固施工过程中，桥面高程监测采用水准仪测量进行，每根吊杆吊点位移不大于3毫米；拉索伸长量监测严格控制拉索伸长量，张拉伸长率不大于6%；索力测试采用振动频率法进行。振动频率法测试是一个比较先进的测试方法，是将加速度传感器固定在吊索上，通过人工激振产生振源，收集信号，测定并分析结构的振动频率，进而推算出吊杆的索力。

    全桥柔性索更换完成后，对各吊杆的索力进行了复测，发现东侧4号、7号吊杆频率和西侧2号吊杆频谱图出现异常。经分析认为在张拉时，在锚具和钢板之间夹有砂浆碎块，张拉结束后被压碎，出现较大的预应力损失，导致频谱图出现异常。对此，东侧4号、7号吊杆和西侧2号吊杆重新张拉预应力。

    吊杆更换完成后，扬州大学检测机构于2011年12月30日和2012年1月1日，对大桥分别进行了静载试验、动载试验。静载试验分10种不同的对称和偏载加载工况进行，通过测试各测点的应变、挠度及各吊杆频率，计算系杆和拱肋各截面的最大正弯矩效应和最大竖向挠度效应。动载试验利用8种不同工况激励加载，进行行车试验、刹车实验以及跳车试验。通过时域分析、数字滤波、频谱分析等方法测试自振频率和阻尼比，计算行车冲击系数。试验表明该桥具有较好的强度和刚度，且有较好的受力能力，加固维修各项技术指标均符合了质量要求。

    2012年1月2日下午4时，北澄子河大桥恢复通车，又回到了车水马龙、往来穿梭、一片繁荣的景象。从此，大桥又重新获得了新生。

撰稿：张荣春、孙晓震、曹舒扬

单位：高邮市公路管理站（江苏省高邮市文游中路162号 邮编：225600）

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