官廳水庫特大橋主塔塔頂門架設計與應用

（1中鐵大橋局集團第八工程有限公司 重慶 408000 2中鐵大橋局集團設計分公司 武漢 430050）

官廳水庫特大橋主塔塔頂門架設計與應用

陳鳳金1何加江2

（1中鐵大橋局集團第八工程有限公司 重慶 408000 2中鐵大橋局集團設計分公司 武漢 430050）

塔頂門架主要用于塔頂主索鞍吊裝、主纜架設及橫移，是懸索橋施工非常重要的臨時結構，其安全性也是懸索橋施工過程中重要控制內容[1]。本文以官廳水庫特大橋為依托，對懸索橋塔頂門架設計進行了介紹，有關經驗可供相關專業人員參考。

懸索橋；索鞍起吊；索鞍滑移

1 工程簡介

官廳水庫特大橋主橋采用（180+720+180）m雙塔單跨懸索橋，一跨跨越官廳水庫（北京市水源保護區），主塔為混凝土結構，錨碇采用沉井基礎，主梁采用混凝土橋面板+密布橫梁體系，主纜橫向間距25.8m，橋面總寬33.6m；在成橋狀態下，中跨理論矢跨比為1/10.5；主纜橫向間距為25.8m，吊索縱向間距15m。

2 塔頂門架布置

索鞍從跨中側起吊，門架主桁除上弦桿采用槽鋼外，其余桿件均為H型鋼，通過節點板栓接成桁架[2]。塔柱施工時在塔頂設置預埋件與門架柱腳連接，具體布置如下，圖中尺寸除高程以m計外其余均以mm計：

圖1：主索鞍吊裝階段塔頂門架布置圖

3 主索鞍吊裝計算

主索鞍吊裝包括豎向起吊和移動索鞍2種工況：

工況1：利用門架頂設置的卷揚機，通過滑車組豎向起吊主索鞍，此工況主要考慮以下荷載組合：索鞍自重+起吊偏載+工作風荷載+反拉力+門架自重

工況2：主索鞍吊到預定高程后，鋼絲繩在滑車組處打稍，利用導鏈拖拉起吊分配梁，移動主索鞍到設計位置，此工況主要考慮以下荷載組合：主索鞍自重+工作風荷載+門架自重

采用MIDAS2006對門架建立整體模型，桿件均采用梁單元模擬，橫梁與主桁連接處釋放梁單元約束，門架與預埋件連接處采用鉸接約束。

3.1荷載取值

（1）主索鞍自重：主索鞍自重46t，考慮1.2倍荷載系數，G=46×1.2=55.2t。

（2）起吊偏載：吊裝主索鞍時，橫向水平荷載值[3]為：H=10/100×55.2=5.5t。

（3）風荷載強度[4]可按下式計算：W=k1 k2 k3 w0=0.25kpa。

（4）卷揚機：卷揚機單點水平加載2.73t，兩臺卷揚機加載5.5t。

（5）門架自重：門架自重由程序自動加載

3.2工況一計算

（1）分配梁及牛腿應力

表1 分配梁及牛腿應力值（單位：Mpa）

分配梁及牛腿均滿足滿足應力要求。

表2 主桁桿件應力值

附注：A4’軸應力-29.9 MPa，折減系數0.33，彎曲應力-32.4 MPa。局部加固后主桁桿件均滿足應力要求。

3.3工況二計算

采用移動荷載進行模擬主索鞍重量，工況一控制分配梁與牛腿設計，此處不再重復計算：

塔頂門架的最大組合拉應力為119.4MPa，出現在桿件A1上，門架主桁桿件最大組合壓應力值見下表：

表3 主桁桿件應力值

四 結論

塔頂門架作為懸索橋施工重要的大型臨時結構，其安全性是懸索橋施工過程中重要控制內容，設計塔頂門架時，要嚴格按照施工方案確定施工設計荷載，確定其最不利施工工況，局部桿件應力過大時，可小范圍進行桿件加固，確保結構安全。

[1]王中文.江西贛州大橋懸索橋施工技術總結[M].人民交通出版社，2012.

[2]魏明鐘.鋼結構[M].武漢：武漢理工大學出版社，2002.

[3]《建筑結構荷載規范》(GB50009—2012) [M].中國建筑工業出版社，2012.

[4]《鐵路橋涵設計基本規范》(TB 10002.5-2005) [M].人民鐵道出版社，2005.

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1007-6344（2017）04-0087-01