沈阳市长青桥钢箱梁落架顺序计算与优化

李 博 强

(大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，辽宁 大连 116024)

1 工程背景

新建桥梁采用多跨变截面连续钢梁，桥梁分为左右两幅，桥梁每幅桥宽均为14.5 m，跨径布置为51.85+52.502+127.226+147.992+127.226+52.502+51.85=611.448 m，主跨跨中梁高3.3 m，根部梁高7.5 m，边跨端部及其余桥跨跨中梁高均为2.5 m，根部梁高分别为4 m和6 m。桥面宽度为14.5 m。主梁采用工厂节段加工，现场支架拼装的施工方法。桥梁立面图见图1。

2 钢箱梁支架概况

长青桥新桥分为两幅，分别位于原长青桥两侧，由于东侧桥梁位置与地铁10号线平面有交叉部分。为了避免对地铁有所影响，东侧钢箱梁支架的基础与西侧有差别，故导致上部支架形式也有差别。钢箱梁支架顺桥向间距12 m～15 m。

1)东侧钢箱梁支架。

东侧钢箱梁支架采用格构式钢管支架。格构式钢管支架水平截面形式设计成2.1 m(纵桥向)×9.0 m(横桥向)，支架立柱纵桥向间距2.1 m，横桥向间距为2.8 m+3.4 m+2.8 m。支架立柱选用φ377×9钢管立管，φ159×6水平杆，φ133×6斜缀条组成两组格构式柱，钢管材质Q235B，一组格构式柱受力G=36.25 t，柱自重g=8.5 t，施工机具及人员重G1=2 t，支架高度H=9.7 m。东侧钢箱梁支架现场图见图2。

2)西侧钢箱梁支架。

西侧钢箱梁支架采用格构式钢管支架。格构式钢管支架水平截面形式设计成3 m(纵桥向)×7.8 m(横桥向)，支架立柱纵桥向间距3.0 m，横桥向间距为3.6 m+4.2 m。支架立柱采用φ630×10 mm的Q235B钢管，支架连接系采用材质为Q235B的φ114×5 mm钢管、φ140×5 mm钢管及2L100×6角钢。上部为H400×400×13×21横梁，计算时按照最大墩高10 m计算。西侧钢箱梁支架现场图见图3。

3 钢箱梁落架顺序

3.1 几种落架顺序的比较

3.1.1总体落架顺序对比

钢箱梁支架总体的落架一般分为两种：1)总体的落架顺序是从两边桥台向主跨跨中落架，即第1跨与第7跨→第2跨与第6跨→第3跨与第5跨→第4跨；2)从两边桥台向主跨跨中落架，即第4跨→第3跨与第5跨→第2跨与第6跨→第1跨与第7跨。

从受力方面来分析，第1，2，6，7跨跨度较小，分别为51.85 m与52.502 m，且这四跨每跨跨中位置只有两组支架，经计算拆架后钢箱梁变形较小，第1,7跨跨中落架后变形值为13 mm；第1,7跨落架后，再第2,6跨落架变形值为4 mm。落架的挠度值13 mm与4 mm在施工过程中更易实施，并结合现场实际情况，从桥台侧向主跨跨中落架顺序较为合理。

本桥最中三跨(第3～5跨)跨度为127.226 m+147.992 m+127.226 m，此三跨落架顺序有两种落架顺序：1)先落两侧127.226 m，再落中跨147.992 m，每跨从墩向跨中落架；2)先落中跨147.992 m，再落两侧127.226 m，每跨从墩向跨中落架。计算结果对比如表1所示。

表1 中间三跨两种落架方案反力对比

由表1可以看出，方案1(先落两侧127.226 m，再落中跨147.992 m)，支架反力最大的增加系数为2.95；方案2(先落中跨147.992 m，再落两侧127.226 m)，支架反力最大的增加系数为7.90，相比两种方案，方案1更为合理。由于落架时的反力与架梁时的反力相比，增加了1.95倍，施工单位进行支架验算时应按照落架时的反力进行计算，方可保证支架的安全性。

3.1.2每跨落架顺序对比

每跨钢箱梁支架的落架顺序也可分为两种：1)从两边墩台位置向各跨跨中；2)从各跨跨中向两边墩台。承接上文方案1，对各跨落架顺序进行计算结果对比分析，此三跨各跨落架顺序分为两种：方案A各跨从桥墩至跨中落架；方案B各跨从跨中至桥墩落架，计算结果对比见表2。

由表2可以看出，方案A(各跨从桥墩至跨中落架)，支架反力最大的增加系数为2.95；方案B(各跨从跨中至桥墩落架)，支架反力最大的增加系数为5.91，相比两种方案，方案A更为合理。

综合以上两种计算结果，钢箱梁的落架原则为：长青桥钢箱梁落架方案为总体上，从两边桥台向主跨跨中：1)落第1跨与第7跨；2)落第2跨与第6跨；3)落第3跨与第5跨；4)落第4跨，各跨落架顺序为从墩台向各跨中，可选择支架反力较大位置选择对称位置同时落架以减小支架反力，支架验算时应按照落架过程中最大反力进行计算。

3.2 最终落架方案

第一步：同时拆除70号～71号跨、76号～77号跨支架，拆除顺序为由两边向中间。

第二步：同时拆除71号～72号跨、75号～76号跨支架，拆除顺序为由两边向中间。

表2 中间三跨落架顺序方案A与方案B反力对比

第三步：同时拆除72号～73号跨、74号～75号跨支架，拆除顺序为由两边向中间。

第四步：拆除73号～74号跨支架，拆除顺序为由两边向中间，完成落梁及支架拆除。

每一跨的支架拆除均遵守以下步骤：

1)同时拆除第1跨(70号墩～71号墩)，第7跨(76号墩～77号墩)支架，各跨从桥墩向跨中方向拆除，各跨内、两跨间拆除支架位置需对称、同步。跨中两个架子，需同时拆除。

2)同时拆除第2跨(71号墩～72号墩)，第6跨(75号墩～76号墩)支架，各跨从桥墩向跨中方向拆除，各跨内、两跨间拆除支架位置需对称、同步。跨中两个架子，需同时拆除。

3)同时拆除第3跨(72号墩～73号墩)，第5跨(74号墩～75号墩)支架，各跨从桥墩向跨中方向拆除，各跨内、两跨间拆除支架位置需对称、同步。各跨拆除剩跨中4组支架时，每次同时落架两个对称位置的支架，落架过程中需严格控制落架速度与同步性。

4)拆除第4跨(73号墩～74号墩)支架，从桥墩向跨中拆除，拆除支架位置需对称、同步，跨中4个支架，需两两同时拆除。跨中两个架子，需同时拆除。

4 结论与建议

长青桥钢箱梁落架方案为总体上，从两边桥台向主跨跨中：1)落第1跨与第7跨；2)落第2跨与第6跨；3)落第3跨与第5跨；4)落第4跨，各跨落架顺序为从墩台向各跨中。

由于落架过程中的支架反力与架梁时的支架反力相比，成倍数增加，故验算支架时应根据落架时的支架反力进行计算，以保证支架结构和支架基础的安全性。

对于支架反力较大的工况，可在施工中要求某些对称位置支架同时进行落架操作，以减小拆架过程中的支架反力。