西銅高速渭河特大橋鋼箱梁架設(shè)臨時(shí)支架施工設(shè)計(jì)

李連生 陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1 工程概況

西安至銅川高速公路渭河特大橋從122#到126#墩柱間跨徑布置為36+55.65+53.5+29.6 m的四跨連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，左右幅橋面各寬20.4 m，分幅分離0.2 m，雙向2.0%橫坡。單幅截面為單箱七室，單箱寬2.2 m，箱梁中心高度2.5 m，兩側(cè)懸臂長2.5 m，如圖1所示。

圖1 鋼箱梁截面圖

鋼箱梁頂板底板厚均為16 mm，中腹板為12 mm，邊腹板為16 mm；頂板采用厚8 mm的U形加勁肋，腹板采用14 mm厚的平板加勁肋，底板采用T形縱加勁肋。箱內(nèi)縱向每隔3.0 m設(shè)一道普通橫隔板，兩側(cè)懸臂部分采用U形加勁肋。

鋼箱梁每節(jié)段于廠內(nèi)下料、打坡口、表面預(yù)處理、板單元組焊加工制造出廠，板單元在西安現(xiàn)場組裝工地組裝焊接成節(jié)段箱梁。采用臨時(shí)支架進(jìn)行節(jié)段梁吊裝安裝，橋上節(jié)段梁組裝焊接，橋面調(diào)整處理及表面涂裝作業(yè)成橋。

2 架設(shè)施工方案

四跨吊裝施工前先在各跨橋墩中間設(shè)置臨時(shí)鋼管支墩，其頂部安放"321型"軍用貝雷架作為節(jié)段梁在橋面縱向移動的支承平臺。

第123#至126#墩橋跨越渭河大堤，橋高近30 m，因而采用提梁機(jī)完成節(jié)段梁垂直方向的提升，80 t拆裝式提梁機(jī)布置于125#與126#墩之間，提梁機(jī)主梁沿橋向橫向布置，總長約60 m，覆蓋范圍跨越左右兩幅，并能保證在左幅外還能完成一段節(jié)段梁的提升。提梁機(jī)主梁一側(cè)采用臨時(shí)支墩支承，另一側(cè)直接采用126#墩蓋梁支承，滿足單幅架梁要求。主梁上布設(shè)起重小車走行軌道。

吊梁后，起重小車沿主梁軌道前行到位后將節(jié)段梁安放于貝雷架上的拖拉小車（運(yùn)梁臺車）上，各節(jié)段梁組拼時(shí)拖拉小車沿縱橋向拖拉到位后，采用落梁千斤頂、橫向位置調(diào)節(jié)裝置等人工微調(diào)對位。節(jié)段梁安裝順序由122#墩至126#墩順序安裝，先安裝右幅，再安裝左幅。臨時(shí)支墩布置如圖2所示。

圖2 左、右幅橋墩布置圖

3 臨時(shí)支架檢算

3.1 檢算參數(shù)

在122#與123#墩之間，右幅左側(cè)橋架立柱間距最大，即運(yùn)梁臺車走行梁立柱間最大跨距（見圖2），選該跨為檢算梁跨。安裝梁段重80 t、長7.15 m，運(yùn)梁臺車重1.28 t。臨時(shí)支架強(qiáng)度、剛度檢算的相關(guān)參數(shù)如下（表1、表2）。

表1 貝雷架(不加強(qiáng))的相關(guān)參數(shù)

表2 單根鋼軌之下貝雷架所受荷載的相關(guān)參數(shù)

3.2 檢算結(jié)果

在以下三種工況下，按貝雷架（不加強(qiáng)）分別為三排單層、四排單層時(shí)，使用有限元軟件Ansys8.0計(jì)算出最大彎矩、最大剪力和最大撓度，進(jìn)行強(qiáng)度與剛度檢算如下：

3.2.1 計(jì)算工況1

該工況為當(dāng)?shù)谝豢缱髠?cè)放置一節(jié)梁段，運(yùn)梁臺車運(yùn)載一節(jié)梁段處于第一跨中間的情況，如圖3所示。

圖3 工況1力學(xué)計(jì)算圖

(1)貝雷架（不加強(qiáng)）為三排單層時(shí)：

因此，工況1檢算通過。

(2)貝雷架（不加強(qiáng)）為四排單層時(shí)：

因此，工況1檢算通過。

3.2.2 計(jì)算工況2

第一跨上全放置安裝梁段，如圖4所示。

圖4 工況2力學(xué)計(jì)算圖

(1)貝雷架（不加強(qiáng)）為三排單層時(shí)：

因此，工況2檢算通過。

(2)貝雷架（不加強(qiáng)）為四排單層時(shí)：

因此，工況2檢算通過。

3.2.3 計(jì)算工況3

一節(jié)段梁安放在走行梁上，另一節(jié)梁段在跨中用4個(gè)千斤頂起，千斤頂支承在三片貝雷架梁上，如圖5所示。

圖5 工況3力學(xué)計(jì)算圖

(1)貝雷架（不加強(qiáng)）為三排單層時(shí)：

因此，工況3檢算通過。

(2)貝雷架（不加強(qiáng)）為四排單層時(shí)：

因此，工況3檢算通過。

4 結(jié)束語

從以上對三排單層貝雷架(不加強(qiáng))和四排單層貝雷架(不加強(qiáng))的強(qiáng)度剛度檢算對比中可以得到結(jié)論：后者除了強(qiáng)度與剛度能滿足施工要求外，而且更安全。

西安至銅川高速公路渭河特大橋的四跨連續(xù)鋼箱梁部分于2010年7月開始架設(shè)，2010年11月結(jié)束。采取的是四排單層貝雷架（不加強(qiáng)）臨時(shí)支架系統(tǒng)，節(jié)段梁在橋上組拼施工過程中臨時(shí)支架安全可靠，未見異常。