国内首次公铁斜拉桥拉索更换顺利完成

“各项监测数据正常，C8’索张拉结束。”2023年4月14日上午，随着中铁桥隧技术有限公司芜湖长江大桥斜拉索更换施工现场负责人刘曙光对讲机里的指令传来，标志着由中国铁路上海局集团有限公司工务部组织、芜湖工务段与中铁桥隧技术有限公司实施的芜湖长江大桥斜拉索更换主体工作顺利完成。

芜湖长江大桥主桥为主跨312米双塔双索面矮塔斜拉桥，也是国内首座公铁两用斜拉桥，上层通行双向4车道高速公路、下层通行两线铁路，主梁采用钢桁结合梁，上层公路桥面为混凝土板，下层铁路桥面为明桥面，全桥共128根斜拉索。该桥于1997年3月正式开工，2000年9月建成通车。

据中国铁路上海局集团有限公司芜湖工务段副段长陆亚峰介绍：在对斜拉索专项检测中发现个别斜拉索存在外护套破损、钢丝锈蚀、锚杯积水等病害，考虑到芜湖长江大桥斜拉索已服役23年，超过了斜拉索最低设计使用年限，为综合评判既有斜拉索的健康状况，并为后期全面斜拉索更换总结经验，集团公司决定选取病害相对集中的长、中、短三根斜拉索开展试验性更换，并对更换的旧斜拉索进行室内解剖及力学性能试验等工作。在设计和施工方案编制阶段，集团公司工务部多次组织专家评审，并多次组织讨论施工方案细化及施工流程分解工作，使施工方案精确到每一天做什么，几十分钟的铁路封锁点内每一个工序花多长时间，以确保在铁路安全运营的情况下能顺利完成试验索更换工作。

本次斜拉索更换是在铁路正常运营，公路半幅通行的条件下进行的，尚无先例可循。铁路桥斜拉索的更换不同于公路桥，难点主要体现在两个方面：一是火车安全通行对于轨道的平顺性依赖性非常高，而轨道的平顺性容许偏差都是毫米级，换索过程中通过桥梁线形监测和轨道平顺性测量确保火车通行安全尤为重要，对监测精度要求极高；二是旧索索力卸载及新索张拉都必须在铁路封锁点（火车不通行的时间段）内完成，而封锁点时间非常有限，每天只有70分钟，而且不是每天都有封锁点。

为应对高精度监测要求，中铁桥隧技术有限公司采用信息化手段对相邻斜拉索的索力、主梁线形（公路面和铁路面）、关键部位构件应力、主塔偏位、轨道几何参数等进行动态监测，其中铁路面线形采用新型远距离非接触式位移测量集成系统，可实现多点实时挠度的采集及分析；采用自主研发的基于降噪理论回归算法，降低公路桥面通行荷载对线形数据的影响。为满足精准、动态、智能监测需求，搭建了芜湖长江大桥斜拉索更换施工监测集成云平台，线形、索力等参数在平台上动态实时发布，更为直观的展示换索过程中桥梁结构的监测数据变化情况。

旧索索力卸载是本次斜拉索更换最最重要的工序，每根旧索索力卸载均分四级进行，从原索力的100%→80%→60%→40%→0，第一天70分钟内卸载两级至60%，第二天70分钟内从60%卸载两级至卸载完成。因斜拉索索力的变化，就会带来主梁及轨道线形的变化，卸载过程中均进行主梁线形、索力、主梁应力等指标监控，每一级卸载完成后并进行轨道平顺性测量，监测指标及轨道测量指标正常才能进入下一步，70分钟时间非常紧张，如某一步出现状况，完成不了既定目标，后续换索工作就会全盘打乱，无法如期完成。因此，在正式施工前，施工操作组、监控组及轨道测量组均进行了多次演练，确保施工过程能顺利进行。

本次试验索更换涉及塔内与锚箱内狭小空间、塔外及梁端高空临边作业、邻近索干扰等问题，而索体呈现“整体柔、局部刚”的特性，在施工空间、时间受限的情况下对旧索拆除、新索挂设提出了较大的挑战。为确保整个换索工程安全、顺利、高效实施，芜湖工务段牵头组织细化分解作业内容，量化工序作业时间到分钟；不断改进工艺、优化工装，提出一种索间展索及挂设方法，解决了索端锚固施拧困难、小角度工况下新索穿孔纠偏等问题，克服一系列困难，最终圆满的按期完成更换任务，确保了总工期目标的实现。

本次试验索更换是国内公铁两用斜拉桥在不中断铁路及公路运营条件下换索的首次尝试，包含短、中、长三种索型，作业区域涵盖主桥边跨与中跨，内侧索与外侧索，更换作业工况基本全覆盖，过程中未发生安全、质量、延点等问题，顺利完成既定目标；在施工工艺、组织策划、安全控制、铁路运营保通等方面积累了宝贵的经验及丰富的数据，为后续斜拉索全面更换打下了坚实的基础及技术储备，亦可为类似桥梁斜拉索更换提供借鉴。

近些年，中铁桥隧技术有限公司还承担完成了广东佛山三水大桥斜拉索试验索更换，宜昌西陵长江大桥全桥吊索更换、广东汕头海湾大桥试验吊索更换，贵州观山大桥、江西吉安大桥、南京栖霞大桥的吊杆更换等工作。是国内提供索结构更换设计、实施、监控、试验检测及综合评估服务的专业化团队。