鋼塔斜拉橋力桿式支撐體系施工技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用

楊基好

（中鐵十局四公司，南京210046）

1 工程概況

安徽省金寨縣新江路長征大橋?yàn)楠?dú)塔斜拉結(jié)構(gòu)，全長457m，寬 35.5m，孔跨布置形式為 5×30m+80m+100m+5×30m，采用塔梁墩固結(jié)體系。鋼管混凝土主塔縱向呈雙柱式，單柱直徑2.5m，垂直高度為59.2m，塔身與橋面成75°夾角，塔內(nèi)填充C50自密實(shí)補(bǔ)償收縮混凝土。斜拉索采用直徑為7mm的高強(qiáng)度鍍鋅平行鋼絲拉索，全橋共設(shè)置20對斜拉索，邊中跨各10對，采用中央索面豎琴形布置。

主塔共分為8節(jié)，長度為5.8～12.45m。主塔安裝完成后，管內(nèi)灌注C50自密實(shí)補(bǔ)償收縮混凝土。主塔拼裝過程中，需要搭設(shè)臨時(shí)支架體系，確保安裝和灌注混凝土過程中主塔的安全性。

2 鋼主塔力桿式支架支撐體系的設(shè)計(jì)研發(fā)

為保證橋塔安裝和塔內(nèi)混凝土的穩(wěn)定和線型，在橋塔鋼管和主梁之間設(shè)置2組鋼管支撐架。支撐架鋼管采用φ1000mm×16mm（材質(zhì)為Q235B），每組支撐架橫橋向設(shè)2根。2根鋼管的距離為3.1m，中間采用φ426mm×8mm的鋼管橫向及斜向連接，中間區(qū)域作為斜拉索掛設(shè)空間。鋼管下端與主梁腹板及橫隔板對齊，與后者焊接。鋼管處主梁腹板及橫隔板采用鋼板加強(qiáng)[1]。鋼管上端與橋塔外側(cè)預(yù)設(shè)的牛腿焊接。第2組Z2支架撐架由于長度較長，在中間另設(shè)φ426mm×8mm鋼管三角支撐與主梁相連（Z3/Z4），以減小其計(jì)算長度。在Z3/Z4與Z2的節(jié)點(diǎn)處設(shè)置Z4′支撐，以增加支架的整體穩(wěn)定性，Z4′的另一端固定在主塔上，呈與橋面平行狀。主梁CZ-4節(jié)段和CZ-5節(jié)段在原臨時(shí)鋼箱梁支墩基礎(chǔ)上增設(shè)2組直接對準(zhǔn)主梁內(nèi)側(cè)腹板的φ630mm×10mm格構(gòu)柱，以傳遞支撐架傳來的上部荷載。

3 鋼主塔力桿式支架支撐體系的施工

鋼主塔力桿式支架支撐體系安裝工藝為：基礎(chǔ)施工→Z1支架安裝→Z3（Z4）支架安裝→Z4’支架安裝→Z2支架整體安裝。

3.1 力桿式支架基礎(chǔ)

格構(gòu)柱基礎(chǔ)為φ630mm×10mm鋼管樁，鋼管樁橫橋向間距為3.1m，順橋向間距為2m，橫橋向間距為3.1m，鋼管中部之間通過槽鋼[14a、角鋼∠75mm×6mm進(jìn)行連接固定。頂部通過焊接與CZ-4/5、CZ-5/6節(jié)段環(huán)縫處H600mm×300mm分配梁進(jìn)行連接。

3.2 第一階段鋼塔力桿式支架安裝

鋼塔3節(jié)段吊裝前，將Z1支架與鋼塔連接的牛腿提前安裝在鋼塔3節(jié)段上，跟鋼塔一起吊裝。

完成鋼塔第3節(jié)段吊裝、焊接后，開始安裝第一階段鋼塔支架Z1的安裝。整個(gè)Z1在地面上拼裝成為一個(gè)整體，使用350t履帶吊吊裝。先將Z1頂端與鋼橋塔第3節(jié)段預(yù)設(shè)的牛腿位置對接準(zhǔn)確，進(jìn)行臨時(shí)固定。再將Z1下端與鋼主梁頂板支撐位置對接牢固，最后焊接Z1頂端與牛腿之間的焊縫。

3.3 第二階段鋼塔力桿式支架安裝

第二階段鋼塔支架在第7節(jié)鋼塔安裝完成后、塔內(nèi)C50自密實(shí)補(bǔ)償收縮混凝土頂升施工前安裝。同樣將Z2支架與鋼塔連接的牛腿提前安裝在鋼塔7節(jié)段上，跟鋼塔一起吊裝。

1）Z3（Z4）支架安裝施工：在地面將Z3與Z4主管采用連接管焊接成整體（共2個(gè)），吊耳焊接在Z3與Z4管相交處，分別進(jìn)行吊裝，焊接完成后，再焊接2個(gè)Z4管之間的連接管，最終形成一個(gè)整體。

2）Z4′支架安裝施工：在地面上將Z4′焊接完成，先將Z4′支架與Z3（Z4）支架焊接，然后在與鋼塔端焊接。

3）Z2支架安裝施工：將Z2支架在地面上分兩節(jié)焊接，長度分別為24m和25.8m，將2節(jié)分段分別吊至橋面，然后焊接成整體進(jìn)行吊裝，350t履帶吊和130t汽車吊共同吊裝。對位完成后盡快焊接，焊接完成后方可松鉤。

3.4 鋼塔力桿式支架拆除

斜拉索張拉完成后，將鋼塔支架按安裝時(shí)的相反順序拆除。

1）拆除Z2支架：先割除Z2支架之間的橫向連接及斜撐。然后使用350t履帶吊吊住Z2左側(cè)的鋼管的上部，將Z2左側(cè)鋼管與主塔、Z3/Z4支架和鋼箱梁的連接點(diǎn)切開，吊至地面上。使用同樣方法拆除Z2右側(cè)鋼管。

2）拆除支架Z4′：先割除支架Z4′支架的橫向連接。使用220t汽車吊吊住支架Z4′左側(cè)鋼管，將鋼管與主塔和Z3/Z4連接依次切開后吊至橋下，采用同樣方案拆支架Z4′右側(cè)鋼管。

3）拆除Z3/Z4支架：首先將Z4之間的橫向連接管切除，再用220t汽車吊吊至Z3/Z4支架左側(cè)的上部，割除左側(cè)與鋼箱梁的連接點(diǎn)，將左側(cè)Z3/Z4整體吊至橋下。最后，使用同樣方法的拆除右側(cè)Z3/Z4支架。

4）拆除Z1支架：首先切割Z1支架之間的橫向連接和斜撐。然后使用220t汽車吊住Z1左側(cè)φ1000mm×16mm的鋼管的上部，使用氣割依次將Z1左側(cè)鋼管與主塔和鋼箱梁的連接點(diǎn)切開，最后吊至地面上。使用同樣方法拆除Z1右側(cè)鋼管。

4 工程應(yīng)用及效益分析

4.1 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

“鋼塔斜拉橋力桿式支撐體系施工技術(shù)”更加安全、經(jīng)濟(jì)、高效，制作、安裝簡易快捷、后期拆除簡單，施工難度小，可與鋼箱梁同步施工，加快了施工進(jìn)度。

“鋼塔斜拉橋力桿式支撐體系施工技術(shù)”是一種創(chuàng)新型的支撐體系，為類似工程施工提供了寶貴的參考和借鑒。

4.2 效益分析

“鋼塔斜拉橋力桿式支撐體系施工技術(shù)”在中鐵十局金寨新江路長征大橋主塔施工中成功運(yùn)用，安全、經(jīng)濟(jì)、高效，節(jié)約了大量的人力、物力，縮短了工期，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。該技術(shù)節(jié)約成本約104.3萬元。

1）采用傳統(tǒng)盤扣式滿堂支架支撐體系費(fèi)用為113.1萬元：共需周轉(zhuǎn)材料盤扣支架為330t，其中，盤扣支架租賃費(fèi)為330t×30元（/·td）×90d=89.1萬元；盤扣支架安拆費(fèi)用為24 000m3×10元/m3=24萬元；

2）采用“鋼塔斜拉橋力桿式支撐體系”費(fèi)用為50.8萬元：共需鋼材137t，其中鋼管重85（t外租），租賃費(fèi)用為85t×4元/（t·d）×60d=20 400 元；鋼板及槽鋼共計(jì) 52t，扣除材料攤銷后費(fèi)用為 52t×（5000-3000）元/t=10.4 萬元；支架加工、安裝及拆除費(fèi)用為137t×2800元/t=38.36萬元；共計(jì)50.8萬元；

采用力桿式支架支撐體系節(jié)省的時(shí)間成本為42萬元：共縮短工期20d。