叠合梁斜拉桥0#钢梁托架的设计与应用

2019-10-15毛洪建

工程建设与设计 2019年18期

毛洪建

（中铁广州工程局集团有限公司，广州510000）

1 工程概况

湘江特大桥主桥桥型布置为72m+212m+560m+212m+72m双塔双索面叠合梁斜拉桥，主梁采用工字形钢梁，桥面采用预应力混凝土桥面板，引桥采用14×40m预应力混凝土先简支后结构连续T梁，桥梁全长1700.04m。主塔采用薄壁空心菱形索塔，过渡墩、辅助墩为空心薄壁墩。

主桥索塔为菱形索塔，湘江特大桥2#索塔总高288m，3#索塔总高268m，索塔上、下横梁均为预应力混凝土结构，上横梁为5m×6m箱形断面，下横梁宽度为9.5m，高度中间向两侧采用直线变化，为8.5～9.5m。

根据构造及施工架设的需要，全桥钢梁划分为97个梁段，长度4～12m不等，其中，标准梁段长度12m，合拢梁段长度4m。“工”字形主纵梁、横梁、小纵梁间通过摩擦型高强度螺栓连接形成整体，钢梁顶安装预制桥面板，现浇微膨胀混凝土湿接缝，通过焊接于钢梁上的抗剪栓钉组成叠合梁体系。斜拉索梁端采用锚拉板锚固。0#梁段构件质量如表1所示。

表1 0#梁段构件质量表

2 0#梁段托架的设计

2.1 零号块支架设计

零号块支架结构满足如下功能：承受GL0-1、GL0-2、GL0-3 3个梁段自重，并且，由于GL0-2梁段平面位置所限（处于上横梁的下方）及左侧钢梁远离吊装塔吊，无法在理论位置进行拼装。因此，在支架顶设置纵横向滑道，使得不能通过塔吊吊装到位的梁段能通过滑道滑移就位。支架平台主纵梁通过精轧螺纹钢与主塔横梁锚固，以防止吊装过程中吊重的不对称性引起不平衡力矩[1]。

2.2 零号块支架结构形式

钢梁0#块支架平台由主纵梁（1320mm×1000mm×20mm×12mm钢箱梁）+牛腿托架+横梁（2-Ⅰ56b）+钢平台面分配梁（工25b）组成，起到钢梁0#块所有节段梁的吊装及滑移至设计位置的作用。

2.3 临时索的设计

考虑到后续桥面板、湿接缝、桥面架梁吊机等荷载，大大增加了0#块支架的承压，为确保支架的稳定性，在GL01、GL03的两侧主纵梁对称布置2对临时拉索，如图1和图2所示[2，3]。

0#块临时索的预埋孔采用内径为120mm的塑料波纹管，预埋位置现场应精准放样且按规范设置定位筋。临时拉索采用16×7-15.2mm钢绞线，单根长度为21m，共4根，张拉方式为一端锚固一端张拉，塔端为张拉端（见图3），梁端为锚固端（见图4），临时索最大轴力为180t，初始张拉力按80t设计，原则上初始张拉力施加后不改变钢梁顶面设计高程。

图1 临时索布置图

图2 临时索立面图

图3 梁段锚固端示意图

图4 塔端张拉端示意图

图5 0#块支架立面布置图

3 托架的搭设与0#梁段施工工艺

3.1 托架搭设施工工艺

托架搭设施工工艺流程为：（1）利用塔吊安装0#支架主纵梁，并与主塔横梁临时锚固；（2）安装牛腿托架、分配横梁，与主纵梁焊接牢固；（3）安装平台分配梁及钢板，作为纵横向滑移面,平台顶标高与0#钢梁底设计标高一致；（4）0#块支架检查，验收。0#块支架布置图如图5所示。

3.2 0#块施工工艺

0#块施工工艺流程如下：

1）浇筑临时锚固的支座垫石，垫石顶面与主纵梁底高程一致。

2）塔吊开始先中间后两边，平面内斜对称拼装0#块3个节段的纵梁、横梁等钢结构。GL02节段采用塔吊在托架上进行拼装：（1）在避开吊装盲区的情况下，将GL02节段的主纵梁吊装至托架上；（2）左侧主纵梁采用滑板支垫，并滑移至左侧；（3）调整左右两侧主纵梁位置，确保横桥向位置与设计一致；（4）拼装GL02节段的横梁和小纵梁；（5）GL02整节段滑移至设计位置。

3）吊装0#块钢横梁就位时，其底部与支架平台顶面垫块抄紧，以保证0#块钢梁结构重量均匀分配至4个支架主纵梁上。

4）0#块3个节段的纵梁、横梁等钢结构全部拼装完成，所有钢横梁底面的钢垫块不能拆除。

5）此时支架平台受力对称平衡，支架主纵梁支座处最大压力约为120t。

6）0#块钢梁全部拼装到位后，安装横向抗风支座垫石，并完成0#块与主塔横梁临时锚固锁定并检测。

7）在0#块主纵梁上设置临时索锚梁及座板，对称安装0#块临时索安装并分级张拉，预张力为80t。张拉时，测量实时观测梁顶面高程数据。

8）利用落梁支座解除平台支架受力，完成体系转换，拆除支架。

9）安装0#块预制混凝土桥面板，浇筑湿接缝。

10）安装1台架梁吊机，检查、试吊。