缆索结构桥梁（或缆索承重桥梁）是以缆索为主要受力构件的桥梁，具有优异的跨越能力，主要包括斜拉桥、悬索桥以及两者的组合体系桥梁。

（一）常见病害

斜拉桥的拉索、悬索桥的主缆和吊杆长期处于高应力状态，对外界侵害比较敏感，容易产生一些病害。常见病害有索体振动异常、索力异常、缆索防护系统损坏、索体钢丝锈蚀和断丝、钢丝疲劳损伤、锚固构件锈蚀和松动、桥面线形异常、梁体局部开裂、索体变形、塔柱开裂等。

（二）加固改造方法

（1）对于索体振动异常病害（如振幅过大等），可设置阻尼器或辅助索等，其原理是增加拉索的模态阻尼。为防止风雨激振，可在拉索表面附设螺旋或平行肋条、凹凸点等构造，其原理是通过改变拉索截面外形来调节其空气动力特性。

（2）针对悬索桥主缆索体锈蚀问题，可增设主缆除湿系统，其原理是向索体内送入干空气，从而降低索体内部的相对湿度。

（3）对于索力异常、桥面线形异常等情况，应结合检测评估及结构计算，明确缆索病害及其程度，并分析结构受力是否正常，采取针对性的更换、加固措施。

（4）对于拉索及吊索的锈蚀或断丝，如病害程度严重，或经检测评估对结构安全影响较大时，应进行索体更换。换索方法可分为无替代法和临时替代法。无替代法是指这根索的放松不会导致结构发生病害，不需要考虑设置临时措施即可直接进行更换的方法；临时替代法是指这根索的放松可能导致结构发生病害，必须通过设置临时措施来承担这根索的索力才可进行更换的方法。

（5）对于缆索防护系统损坏，可根据缆索类型及防护形式，采用不同的维修方法。例如悬索桥主缆表面涂层及缠丝发生局部损坏，应对缠丝进行局部拆除，对主缆表面进行处理后重新缠丝，最后进行表面防护处理；悬索桥吊索和斜拉桥拉索的防护套损伤，可进行局部修补或全面更新。

（6）锚固构件锈蚀和松动，通常是内部渗水、积水所致，对此可采用堵疏结合原则，及时排水、封堵水源、疏通出口。此外，还需定期对锚固构件进行填充油脂等防护保养工作。

（三）工程示例

1.斜拉桥更换斜拉索

某大桥为双塔独柱式单索面预应力混凝土三跨斜拉桥，主孔跨度为320 m，两侧边孔跨度为176.5 m，边孔各设一中间墩。该桥运营多年后出现了多根拉索PE护套开裂、风致振动强烈、斜拉索钢丝锈蚀及锚具锈蚀，经评估确定对全桥进行拉索更换。

斜拉索的更换主要包括拆除旧索和挂张新索两大步骤，换索施工方案有塔端张拉、梁端张拉两种。张拉端的选择应充分考虑张拉施工的空间、张拉设备的布置、卸索或挂索的牵引方式等。根据各斜拉索的自身重量、锚固牵引力大小、张拉施工空间等具体情况及要求，更换该桥短索采用的是塔端张拉的方式，更换长索采用的是梁端张拉的方式。如图4-3-12所示。

■图4-3-12　斜拉桥更换斜拉索工程示例(www.daowen.com)

■续图4-3-12

2.斜拉桥斜拉索减振措施

斜拉索由于其细长柔软、自身固有频率和阻尼比低等特性，在风雨、车辆荷载等的作用下，容易发生大幅振动。早期建造的斜拉桥，在设计中已考虑在斜拉索上下端套筒内设置橡胶等各类型材料的阻尼装置，以提高斜拉索耗能能力，抵抗环境因素引发的大幅振动，减轻斜拉索疲劳。

但在斜拉桥运营过程中，由于外部环境因素的复杂多变，斜拉索发生较大振动的现象仍常常出现，为此很多斜拉桥（特别是大跨度、长索斜拉桥）都采取了斜拉索减振措施。

斜拉索减振措施一般从两方面着手：一是改变斜拉索本身的结构特点和力学性能，二是减小斜拉索的振动强度和幅度。斜拉索减振最常用的措施为辅助索措施和阻尼装置措施。辅助索措施就是增设减振索，将多根斜拉索联系在一起，阻尼装置措施就是在单根斜拉索端部附近增加阻尼器。两种措施都可改变斜拉索的固有特性，减小斜拉索振动幅度。如图4-3-13、图4-3-14所示。

■图4-3-13　斜拉索增设减振辅助索示例

■图4-3-14　斜拉索增设减振阻尼装置示例

3.悬索桥吊索更换

某海湾大桥经过多年运营，正桥吊索钢丝出现锈蚀病害，尤其在根部锚头处锈蚀较严重。为保证桥梁结构安全和健康运营，对全桥吊索进行了更换。

吊索更换采用两种方法：对索长小于15 m且锚栓外露长度大于5 cm的吊索，采用接长螺杆法进行更换；对索长大于15 m或锚栓外露长度小于5 cm的吊索，采用反力梁法进行更换。

接长螺杆法的做法是，对原吊索下部锚栓采用套筒进行接长，在原锚板上设置支撑架，在支撑架上布设穿心式千斤顶，通过顶升对接长锚栓顶部螺栓，释放索力、放松吊索进行更换。反力梁法的做法是，在原吊索部位主梁上下方设置反力梁，在原锚板上设置支撑架，在支撑架上布设穿心式千斤顶，通过对上反力梁的顶升，释放索力、放松吊索进行更换。

吊索更换前，在桥面设置支撑钢桁架，将梁体预起吊、释放部分索力，以减少吊索更换过程中加劲梁的应力变化，并作为施工安全保护措施。如图4-3-15所示。

■图4-3-15　悬索桥吊索更换工程示例

■续图4-3-15