紅河特大橋主塔橫梁支架設計與應用

郭照輝

摘要：以建水至元陽高速項目紅河特大橋700 m懸索橋為依托，對懸索橋主塔橫梁支架進行設計分析，介紹橫梁支架在鋼結構加工廠加工生產現場拼裝的應用及支架結構設計的因素，通過理論與現場相結合的方式總結主塔橫梁架的設計與應用經驗，供行業內類似工程施工參考。

關鍵詞：橫梁支架；主塔橫梁；懸索橋

中圖分類號：U445文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）35-0071-03

Design and Application of the Cross Beam Support of the Main Tower of Honghe Bridge

GUO Zhaohui

（Sinohydro Bureau 8 Co.， Ltd.，Changsha Hunan 410004）

Abstract： Based on the 700 m suspension bridge of the Honghe Bridge in the Jianshui-Yuanyang Expressway Proj？ ect. To make a design analysis of the beam support frame of the main tower of the suspension bridge， and describes the application of the beam support frame assembled by the steel structure processing factory and support stucture de？ sign factors， summarizes the design and application experience of the main tower beam frame through the combina？ tion of theory and site， for reference in the construction of similar projects in the industry.

Keywords： transom bracket；main tower cross beam；suspension bridge

1工程概況

紅河特大橋位于云南省紅河哈尼族彝族自治州元陽縣，為跨越紅河水庫而設，主橋單跨700 m，屬于簡支鋼箱懸索橋，主塔為鋼筋混凝土門式塔柱，建水側（13#）主塔高181.286 m，設有3道橫梁，其中下橫梁混凝土709.4 m3、中橫梁混凝土830.0 m3、上橫梁混凝土570.0 m3；元陽側（14#）主塔高122.486 m，設有兩道橫梁，其中中橫梁混凝土830.6 m3、上橫梁混凝土570 m3。

2主塔橫梁支架結構設計

13#主塔分31個節段進行澆筑施工，標準節段高度為6 m。主塔中橫梁采用異步施工，主塔橫梁為8.1 m×7.0 m的矩形截面箱梁，腹板厚1 m，橫隔板0.8 m。橫梁分兩層進行施工，第一層高度為4 m，第二層高度為3 m。由于主塔下橫梁頂距中橫梁底43.4 m，導致落地支架方式存在材料消耗大、支架穩定輔助措施多、安全控制因素多等缺點。綜合安全性、經濟性、操作性等考慮，支架設計為托架結構[1]，結構設計如圖1所示。

鋼牛腿采用鋼板焊接而成，豎向抗剪鋼板厚度為30mm，封板及肋板厚度為20 mm，鋼牛腿上端設置8根JL785級Φ32 mm精軋螺紋鋼拉桿，拉桿安裝就位后單端張拉450 kN預拉力；下桁架采用雙拼HM588×300型鋼組裝而成，斜桿與上下弦桿連接節點采用焊接方式連接，其余節點采用法蘭螺栓進行連接，上下弦桿采用鋼板加強螺栓連接；承重橫梁采用雙拼HN700×300型鋼，支點處采用肋板進行加強；縱向斷面采用26片321不加強型貝雷梁，貝雷梁跨度為9 m；分配梁采用I20a工字鋼，間距70.5 cm，布置于貝雷梁節點處[2]；底模采用維薩模板，背楞采用10 cm×10 cm方木；側模采用維薩面板及木工梁組合。

由于下塔柱結構為倒八字形，在塔柱自重及爬模等作用下，根部處于彎拉狀態。為保證塔柱節點根部的拉應力小于混凝土抗拉強度設計值，在下桁架下弦桿兩側40 cm處各設置一道JL785級Φ32 mm精軋螺紋鋼，單根施加300 kN的預拉力，具體根據監控單位實際指令進行施加。

3主塔橫梁結構檢算

主塔橫梁支架采用Midas Civil軟件進行整體檢算，其中模板、方木部分采用極限狀態分項系數法分析，其余采用容許用力法。橫梁分兩層施工，為簡化設計計算[3]，支架荷載按一次施加。

3.1計算參數的選擇

支架體系設計材料計算參數按相關規范進行取值，如表1所示。

支架結構自重由程序按實際自動計入；混凝土自重按實際施加[4]；模板按鋼模板考慮；施工荷載及風荷載參照規范取值施加。

3.2支架檢算

采用Midas Civil建立中橫梁支架模型，模型中各桿件均采用梁單元模型，各桿件采用彈性連接。計算結果如下。