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        疊合梁斜拉橋0#鋼梁托架的設(shè)計與應(yīng)用

        2019-10-15 03:01:42毛洪建
        工程建設(shè)與設(shè)計 2019年18期
        關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)支架

        毛洪建

        (中鐵廣州工程局集團有限公司,廣州510000)

        1 工程概況

        湘江特大橋主橋橋型布置為72m+212m+560m+212m+72m雙塔雙索面疊合梁斜拉橋,主梁采用工字形鋼梁,橋面采用預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板,引橋采用14×40m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁,橋梁全長1700.04m。主塔采用薄壁空心菱形索塔,過渡墩、輔助墩為空心薄壁墩。

        主橋索塔為菱形索塔,湘江特大橋2#索塔總高288m,3#索塔總高268m,索塔上、下橫梁均為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),上橫梁為5m×6m箱形斷面,下橫梁寬度為9.5m,高度中間向兩側(cè)采用直線變化,為8.5~9.5m。

        根據(jù)構(gòu)造及施工架設(shè)的需要,全橋鋼梁劃分為97個梁段,長度4~12m不等,其中,標(biāo)準(zhǔn)梁段長度12m,合攏梁段長度4m?!肮ぁ弊中沃骺v梁、橫梁、小縱梁間通過摩擦型高強度螺栓連接形成整體,鋼梁頂安裝預(yù)制橋面板,現(xiàn)澆微膨脹混凝土濕接縫,通過焊接于鋼梁上的抗剪栓釘組成疊合梁體系。斜拉索梁端采用錨拉板錨固。0#梁段構(gòu)件質(zhì)量如表1所示。

        表1 0#梁段構(gòu)件質(zhì)量表

        2 0#梁段托架的設(shè)計

        2.1 零號塊支架設(shè)計

        零號塊支架結(jié)構(gòu)滿足如下功能:承受GL0-1、GL0-2、GL0-3 3個梁段自重,并且,由于GL0-2梁段平面位置所限(處于上橫梁的下方)及左側(cè)鋼梁遠(yuǎn)離吊裝塔吊,無法在理論位置進(jìn)行拼裝。因此,在支架頂設(shè)置縱橫向滑道,使得不能通過塔吊吊裝到位的梁段能通過滑道滑移就位。支架平臺主縱梁通過精軋螺紋鋼與主塔橫梁錨固,以防止吊裝過程中吊重的不對稱性引起不平衡力矩[1]。

        2.2 零號塊支架結(jié)構(gòu)形式

        鋼梁0#塊支架平臺由主縱梁(1320mm×1000mm×20mm×12mm鋼箱梁)+牛腿托架+橫梁(2-Ⅰ56b)+鋼平臺面分配梁(工25b)組成,起到鋼梁0#塊所有節(jié)段梁的吊裝及滑移至設(shè)計位置的作用。

        2.3 臨時索的設(shè)計

        考慮到后續(xù)橋面板、濕接縫、橋面架梁吊機等荷載,大大增加了0#塊支架的承壓,為確保支架的穩(wěn)定性,在GL01、GL03的兩側(cè)主縱梁對稱布置2對臨時拉索,如圖1和圖2所示[2,3]。

        0#塊臨時索的預(yù)埋孔采用內(nèi)徑為120mm的塑料波紋管,預(yù)埋位置現(xiàn)場應(yīng)精準(zhǔn)放樣且按規(guī)范設(shè)置定位筋。臨時拉索采用16×7-15.2mm鋼絞線,單根長度為21m,共4根,張拉方式為一端錨固一端張拉,塔端為張拉端(見圖3),梁端為錨固端(見圖4),臨時索最大軸力為180t,初始張拉力按80t設(shè)計,原則上初始張拉力施加后不改變鋼梁頂面設(shè)計高程。

        圖1 臨時索布置圖

        圖2 臨時索立面圖

        圖3 梁段錨固端示意圖

        圖4 塔端張拉端示意圖

        圖5 0#塊支架立面布置圖

        3 托架的搭設(shè)與0#梁段施工工藝

        3.1 托架搭設(shè)施工工藝

        托架搭設(shè)施工工藝流程為:(1)利用塔吊安裝0#支架主縱梁,并與主塔橫梁臨時錨固;(2)安裝牛腿托架、分配橫梁,與主縱梁焊接牢固;(3)安裝平臺分配梁及鋼板,作為縱橫向滑移面,平臺頂標(biāo)高與0#鋼梁底設(shè)計標(biāo)高一致;(4)0#塊支架檢查,驗收。0#塊支架布置圖如圖5所示。

        3.2 0#塊施工工藝

        0#塊施工工藝流程如下:

        1)澆筑臨時錨固的支座墊石,墊石頂面與主縱梁底高程一致。

        2)塔吊開始先中間后兩邊,平面內(nèi)斜對稱拼裝0#塊3個節(jié)段的縱梁、橫梁等鋼結(jié)構(gòu)。GL02節(jié)段采用塔吊在托架上進(jìn)行拼裝:(1)在避開吊裝盲區(qū)的情況下,將GL02節(jié)段的主縱梁吊裝至托架上;(2)左側(cè)主縱梁采用滑板支墊,并滑移至左側(cè);(3)調(diào)整左右兩側(cè)主縱梁位置,確保橫橋向位置與設(shè)計一致;(4)拼裝GL02節(jié)段的橫梁和小縱梁;(5)GL02整節(jié)段滑移至設(shè)計位置。

        3)吊裝0#塊鋼橫梁就位時,其底部與支架平臺頂面墊塊抄緊,以保證0#塊鋼梁結(jié)構(gòu)重量均勻分配至4個支架主縱梁上。

        4)0#塊3個節(jié)段的縱梁、橫梁等鋼結(jié)構(gòu)全部拼裝完成,所有鋼橫梁底面的鋼墊塊不能拆除。

        5)此時支架平臺受力對稱平衡,支架主縱梁支座處最大壓力約為120t。

        6)0#塊鋼梁全部拼裝到位后,安裝橫向抗風(fēng)支座墊石,并完成0#塊與主塔橫梁臨時錨固鎖定并檢測。

        7)在0#塊主縱梁上設(shè)置臨時索錨梁及座板,對稱安裝0#塊臨時索安裝并分級張拉,預(yù)張力為80t。張拉時,測量實時觀測梁頂面高程數(shù)據(jù)。

        8)利用落梁支座解除平臺支架受力,完成體系轉(zhuǎn)換,拆除支架。

        9)安裝0#塊預(yù)制混凝土橋面板,澆筑濕接縫。

        10)安裝1臺架梁吊機,檢查、試吊。

        4 鋼梁托架在不同階段的受力分析

        鋼梁托架在不同階段的受力分析如下[4]:

        1)鋼梁安裝過程中,考慮最不利吊裝一側(cè)節(jié)段鋼結(jié)構(gòu)時,支架主縱梁支座處最大壓力約為160t,未出現(xiàn)拉力,懸臂端最大變形為42mm。吊裝一側(cè)節(jié)段鋼結(jié)構(gòu)時的支架布置如圖6所示。

        圖6 吊裝一側(cè)節(jié)段鋼結(jié)構(gòu)支架布置

        2)0#塊3個節(jié)段的縱梁、橫梁等鋼結(jié)構(gòu)全部拼裝完成,此時支架平臺受力對稱平衡,支架主縱梁支座處最大壓力約為120t,未出現(xiàn)拉力,懸臂端最大變形為46mm。0#塊鋼結(jié)構(gòu)全部拼裝完成時的支架布置如圖7所示。

        圖7 0#塊鋼結(jié)構(gòu)全部拼裝完成時的支架布置

        3)在0#塊主縱梁上設(shè)置臨時索錨梁及座板,對稱安裝0#塊臨時索安裝并分級張拉,預(yù)張力為80t。安裝0#塊預(yù)制混凝土橋面板,澆筑濕接縫。此時臨時索的張拉力達(dá)到約150t,支架主梁支座處最大壓力為130t,懸臂端最大變形為37mm。臨時索安裝示意如圖8所示。

        圖8 臨時索安裝示意圖

        5 結(jié)語

        本工程0#鋼梁托架施工過程中采用臨時拉索進(jìn)行輔助受力,施工中一定要注意控制臨時索最大拉應(yīng)力的安全儲備。該方法不同于一般的施工方法,通過對比可知:

        1)采用臨時索輔助受力,大大簡化了0#托架的結(jié)構(gòu)形式,減小了托架的用鋼量和安裝拆除風(fēng)險;

        2)臨時拉索的應(yīng)力在不同施工階段,可根據(jù)0#托架的荷載情況進(jìn)行調(diào)整,既確保了托架的安全性和穩(wěn)定性,又能使整個施工過程更靈活。

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