大陡坡超高凈空斜拉鋼桁梁橋邊跨主梁施工技術(shù)

周益軍，任立亮

中交第二航務(wù)工程局有限公司

大陡坡超高凈空斜拉鋼桁梁橋邊跨主梁施工技術(shù)

周益軍，任立亮

中交第二航務(wù)工程局有限公司

本文詳細(xì)介紹重慶千廝門大橋江北側(cè)邊跨主梁安裝支架設(shè)計(jì)，并結(jié)合施工過程中的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，施工實(shí)踐表明該設(shè)計(jì)效果良好，可供今后同類工程設(shè)計(jì)參考。

格構(gòu)柱；貝雷梁；桁車；穩(wěn)定性；應(yīng)力

引言

重慶千廝門大橋跨嘉陵江，邊跨處于大陡坡地區(qū)，凈空達(dá)到40米，給安裝邊跨主梁帶來了極大的難度，設(shè)計(jì)出合理的安裝支架成了邊跨支架安裝的關(guān)鍵。

1.工程概況

主橋采用88+312+240+80m四跨連續(xù)單塔單索面部分斜拉鋼桁梁橋，梁全長(zhǎng)720m，桁寬15m，主桁采用變高度的三角形桁式，等節(jié)間布置，節(jié)間長(zhǎng)度16m，全橋共45節(jié)間，雙層橋面，下層寬13m，為雙線城市軌道交通，上層全寬24～36.990m,為雙向4車道及兩側(cè)人行道。

2.安裝支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置

江北側(cè)邊跨構(gòu)件采用貝雷梁支架安裝法。由于處在大陡坡地區(qū)，邊跨凈空高，所以支架設(shè)計(jì)采取大跨度方案，減少格構(gòu)柱數(shù)量，貝雷梁跨度設(shè)置成28.5米、30米的超大跨度。

支架起提升和安裝桁架梁的作用，主要結(jié)構(gòu)從上至下包括軌道系統(tǒng)、主桁系統(tǒng)以及立柱支撐系統(tǒng)。軌道系統(tǒng)包括軌道梁、軌道分配梁及其聯(lián)系；主桁系統(tǒng)包括321型加強(qiáng)貝雷梁（28.5m、30m跨立柱間為8排單層加強(qiáng)貝雷，15m跨立柱間為6排單層加強(qiáng)貝雷）、橫向聯(lián)系、榀間聯(lián)系等；立柱支撐系統(tǒng)包括橫梁、縱梁、柱頂、鋼立柱及其聯(lián)系、柱腳、預(yù)埋件及灌注樁組成。

3.結(jié)構(gòu)整體計(jì)算

3.1 計(jì)算模型

采用MIDAS建模，將鋼管支架、分配梁及貝雷梁整體建入。鋼管與分配梁、分配梁與貝雷梁之間的約束采用只受壓彈性連接進(jìn)行模擬，為保證結(jié)構(gòu)靜定，需在彈性連接處賦予轉(zhuǎn)動(dòng)約束或側(cè)向約束，約束本身并不產(chǎn)生反力。鋼管底部模擬為固結(jié)約束。MI?DAS模型如圖1。

圖1

3.2 設(shè)計(jì)荷載

結(jié)構(gòu)自重；梁段重量；桁車重量；制動(dòng)力；風(fēng)荷載。

3.3 計(jì)算工況

工況一：吊裝各構(gòu)件

基本組合：1.2×（支架自重+已安裝鋼桁梁自重+吊裝鋼桁梁重量）+1.4×風(fēng)荷載；

工況二：空載時(shí)，十級(jí)風(fēng)作用下

基本組合：1.2×支架自重+1.4×風(fēng)荷載；

3.4 整體計(jì)算結(jié)果

工況一計(jì)算結(jié)果：最大組合應(yīng)力為93MPa，鋼立柱最大壓力為1866KN。

工況二計(jì)算結(jié)果：最大組合應(yīng)力為148MPa，鋼立柱最大拔力為617KN。

4.鋼立柱穩(wěn)定性計(jì)算

鋼立柱?820x8最不利工況下：N=810KN,M=320KN.m

計(jì)算長(zhǎng)度為，l0=μl=7m

按b類截面進(jìn)行計(jì)算

5.邊跨主梁施工工序

邊跨地勢(shì)陡峭，給吊裝邊跨主梁帶來巨大困難，主梁運(yùn)輸由駁船運(yùn)至橋址處，桅桿吊卸船，半掛車通過棧橋運(yùn)至P3和NL2間，再由貝雷梁上起重機(jī)起吊，按照從邊跨向跨中的方向進(jìn)行安裝。安裝采用“正三角形”形式，即下弦桿-腹桿-上弦桿順序。最大吊裝重量為69t（下弦桿B41B42對(duì)應(yīng)的下橋面系E1）。

1、將下弦桿B45B46和B46在預(yù)拼場(chǎng)拼接成整體，船運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)由定型鋼桁梁安裝，節(jié)點(diǎn)B45和B46分別置于NL1臨時(shí)支架和P4橋臺(tái)上。

2、依次安裝腹桿S2B46,A45B46，A45B45，上弦桿A45S2，B45-B46段下層橋面板，中縱梁和上層橋面板。桁梁A45S2上下游節(jié)間中心各壓重158t。

3、依次安裝下弦桿B44B45，腹桿A44B45、A44B44，上弦桿A44A45。

4、依次安裝下弦桿B43B44，腹桿A43B44、A43B43，上弦桿A43A44。

5、桁架形成正三角形后上NL2臨時(shí)支架。

6、依次安裝以步驟3和步驟4中的下層橋面板、中縱梁和上層橋面板。

圖2 江北側(cè)桁架編號(hào)

7、依次安裝下弦桿B42B43，腹桿A42B43、A42B42，上弦桿A42A43。

8、依次安裝下弦桿B41B42，腹桿A41B42、A41B41，上弦桿A41A42。

9、桁架形成正三角形后上P3墩。

10、依次安裝以步驟5、6、7中的下層橋面板、中縱梁和上層橋面板。

11、安裝進(jìn)入合攏節(jié)段。

江北側(cè)桁架編號(hào)如圖2所示。

6.結(jié)論

本設(shè)計(jì)確保了支架的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，施工實(shí)踐表明該設(shè)計(jì)效果良好。

[1]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）

[2]《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）

周益軍，男，工程師，碩士，主要從事公路橋梁的施工技術(shù)管理工作。