官厅水库特大桥主塔塔顶门架设计与应用

（1中铁大桥局集团第八工程有限公司 重庆 408000 2中铁大桥局集团设计分公司 武汉 430050）

官厅水库特大桥主塔塔顶门架设计与应用

陈凤金1何加江2

（1中铁大桥局集团第八工程有限公司 重庆 408000 2中铁大桥局集团设计分公司 武汉 430050）

塔顶门架主要用于塔顶主索鞍吊装、主缆架设及横移，是悬索桥施工非常重要的临时结构，其安全性也是悬索桥施工过程中重要控制内容[1]。本文以官厅水库特大桥为依托，对悬索桥塔顶门架设计进行了介绍，有关经验可供相关专业人员参考。

悬索桥；索鞍起吊；索鞍滑移

1 工程简介

官厅水库特大桥主桥采用（180+720+180）m双塔单跨悬索桥，一跨跨越官厅水库（北京市水源保护区），主塔为混凝土结构，锚碇采用沉井基础，主梁采用混凝土桥面板+密布横梁体系，主缆横向间距25.8m，桥面总宽33.6m；在成桥状态下，中跨理论矢跨比为1/10.5；主缆横向间距为25.8m，吊索纵向间距15m。

2 塔顶门架布置

索鞍从跨中侧起吊，门架主桁除上弦杆采用槽钢外，其余杆件均为H型钢，通过节点板栓接成桁架[2]。塔柱施工时在塔顶设置预埋件与门架柱脚连接，具体布置如下，图中尺寸除高程以m计外其余均以mm计：

图1：主索鞍吊装阶段塔顶门架布置图

3 主索鞍吊装计算

主索鞍吊装包括竖向起吊和移动索鞍2种工况：

工况1：利用门架顶设置的卷扬机，通过滑车组竖向起吊主索鞍，此工况主要考虑以下荷载组合：索鞍自重+起吊偏载+工作风荷载+反拉力+门架自重

工况2：主索鞍吊到预定高程后，钢丝绳在滑车组处打稍，利用导链拖拉起吊分配梁，移动主索鞍到设计位置，此工况主要考虑以下荷载组合：主索鞍自重+工作风荷载+门架自重

采用MIDAS2006对门架建立整体模型，杆件均采用梁单元模拟，横梁与主桁连接处释放梁单元约束，门架与预埋件连接处采用铰接约束。

3.1荷载取值

（1）主索鞍自重：主索鞍自重46t，考虑1.2倍荷载系数，G=46×1.2=55.2t。

（2）起吊偏载：吊装主索鞍时，横向水平荷载值[3]为：H=10/100×55.2=5.5t。

（3）风荷载强度[4]可按下式计算：W=k1 k2 k3 w0=0.25kpa。

（4）卷扬机：卷扬机单点水平加载2.73t，两台卷扬机加载5.5t。

（5）门架自重：门架自重由程序自动加载

3.2工况一计算

（1）分配梁及牛腿应力

表1 分配梁及牛腿应力值（单位：Mpa）

分配梁及牛腿均满足满足应力要求。

表2 主桁杆件应力值

附注：A4’轴应力-29.9 MPa，折减系数0.33，弯曲应力-32.4 MPa。局部加固后主桁杆件均满足应力要求。

3.3工况二计算

采用移动荷载进行模拟主索鞍重量，工况一控制分配梁与牛腿设计，此处不再重复计算：

塔顶门架的最大组合拉应力为119.4MPa，出现在杆件A1上，门架主桁杆件最大组合压应力值见下表：

表3 主桁杆件应力值

四 结论

塔顶门架作为悬索桥施工重要的大型临时结构，其安全性是悬索桥施工过程中重要控制内容，设计塔顶门架时，要严格按照施工方案确定施工设计荷载，确定其最不利施工工况，局部杆件应力过大时，可小范围进行杆件加固，确保结构安全。

[1]王中文.江西赣州大桥悬索桥施工技术总结[M].人民交通出版社，2012.

[2]魏明钟.钢结构[M].武汉：武汉理工大学出版社，2002.

[3]《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012) [M].中国建筑工业出版社，2012.

[4]《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.5-2005) [M].人民铁道出版社，2005.

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1007-6344（2017）04-0087-01