紅河特大橋主塔橫梁支架設(shè)計(jì)與應(yīng)用

郭照輝

摘要：以建水至元陽高速項(xiàng)目紅河特大橋700 m懸索橋?yàn)橐劳?，對懸索橋主塔橫梁支架進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，介紹橫梁支架在鋼結(jié)構(gòu)加工廠加工生產(chǎn)現(xiàn)場拼裝的應(yīng)用及支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的因素，通過理論與現(xiàn)場相結(jié)合的方式總結(jié)主塔橫梁架的設(shè)計(jì)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，供行業(yè)內(nèi)類似工程施工參考。

關(guān)鍵詞：橫梁支架；主塔橫梁；懸索橋

中圖分類號：U445文獻(xiàn)標(biāo)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(shè)，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(cè)（13#）主塔高181.286 m，設(shè)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(cè)（14#）主塔高122.486 m，設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

13#主塔分31個節(jié)段進(jìn)行澆筑施工，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)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(jìn)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(dǎo)致落地支架方式存在材料消耗大、支架穩(wěn)定輔助措施多、安全控制因素多等缺點(diǎn)。綜合安全性、經(jīng)濟(jì)性、操作性等考慮，支架設(shè)計(jì)為托架結(jié)構(gòu)[1]，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)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(yù)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(jié)點(diǎn)采用焊接方式連接，其余節(jié)點(diǎn)采用法蘭螺栓進(jìn)行連接，上下弦桿采用鋼板加強(qiáng)螺栓連接；承重橫梁采用雙拼HN700×300型鋼，支點(diǎn)處采用肋板進(jìn)行加強(qiáng)；縱向斷面采用26片321不加強(qiáng)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(jié)點(diǎn)處[2]；底模采用維薩模板，背楞采用10 cm×10 cm方木；側(cè)模采用維薩面板及木工梁組合。

由于下塔柱結(jié)構(gòu)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(tài)。為保證塔柱節(jié)點(diǎn)根部的拉應(yīng)力小于混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，在下桁架下弦桿兩側(cè)40 cm處各設(shè)置一道JL785級Φ32 mm精軋螺紋鋼，單根施加300 kN的預(yù)拉力，具體根據(jù)監(jiān)控單位實(shí)際指令進(jìn)行施加。

3主塔橫梁結(jié)構(gòu)檢算

主塔橫梁支架采用Midas Civil軟件進(jìn)行整體檢算，其中模板、方木部分采用極限狀態(tài)分項(xiàng)系數(shù)法分析，其余采用容許用力法。橫梁分兩層施工，為簡化設(shè)計(jì)計(jì)算[3]，支架荷載按一次施加。

3.1計(jì)算參數(shù)的選擇

支架體系設(shè)計(jì)材料計(jì)算參數(shù)按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行取值，如表1所示。

支架結(jié)構(gòu)自重由程序按實(shí)際自動計(jì)入；混凝土自重按實(shí)際施加[4]；模板按鋼模板考慮；施工荷載及風(fēng)荷載參照規(guī)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(jì)算結(jié)果如下。