疊合梁斜拉橋0#鋼梁托架的設計與應用

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，橋面采用預應力混凝土橋面板，引橋采用14×40m預應力混凝土先簡支后結構連續(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、下橫梁均為預應力混凝土結構，上橫梁為5m×6m箱形斷面，下橫梁寬度為9.5m，高度中間向兩側采用直線變化，為8.5～9.5m。

根據(jù)構造及施工架設的需要，全橋鋼梁劃分為97個梁段，長度4～12m不等，其中，標準梁段長度12m，合攏梁段長度4m。“工”字形主縱梁、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#梁段構件質量如表1所示。

表1 0#梁段構件質量表

2 0#梁段托架的設計

2.1 零號塊支架設計

零號塊支架結構滿足如下功能：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）及左側鋼梁遠離吊裝塔吊，無法在理論位置進行拼裝。因此，在支架頂設置縱橫向滑道，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 零號塊支架結構形式

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計位置的作用。

2.3 臨時索的設計

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#塊臨時索的預埋孔采用內徑為120mm的塑料波紋管，預埋位置現(xiàn)場應精準放樣且按規(guī)范設置定位筋。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設計，原則上初始張拉力施加后不改變鋼梁頂面設計高程。

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 托架的搭設與0#梁段施工工藝

3.1 托架搭設施工工藝

托架搭設施工工藝流程為：（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,平臺頂標高與0#鋼梁底設計標高一致；（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，平面內斜對稱拼裝0#塊3個節(jié)段的縱梁、橫梁等鋼結構。GL02節(jié)段采用塔吊在托架上進行拼裝：（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）左側主縱梁采用滑板支墊，并滑移至左側；（3）調整左右兩側主縱梁位置，確保橫橋向位置與設計一致；（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#塊鋼梁結構重量均勻分配至4個支架主縱梁上。

4）0#塊3個節(jié)段的縱梁、橫梁等鋼結構全部拼裝完成，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，完成體系轉換，拆除支架。

9）安裝0#塊預制混凝土橋面板，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節(jié)段鋼結構時，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。吊裝一側節(jié)段鋼結構時的支架布置如圖6所示。

圖6 吊裝一側節(jié)段鋼結構支架布置

2）0#塊3個節(jié)段的縱梁、橫梁等鋼結構全部拼裝完成，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#塊鋼結構全部拼裝完成時的支架布置如圖7所示。

圖7 0#塊鋼結構全部拼裝完成時的支架布置

3）在0#塊主縱梁上設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，預張力為80t。安裝0#塊預制混凝土橋面板，澆筑濕接縫。此時臨時索的張拉力達到約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 結語

本工程0#鋼梁托架施工過程中采用臨時拉索進行輔助受力，施工中一定要注意控制臨時索最大拉應力的安全儲備。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#托架的結構形式，減小了托架的用鋼量和安裝拆除風險；

2）臨時拉索的應力在不同施工階段，可根據(jù)0#托架的荷載情況進行調整，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。