摘要：鼓山大橋主橋?yàn)楠?dú)塔自錨式懸索橋。其主梁為鋼箱梁，采用頂推法施工，主塔為鋼筋混凝土門式結(jié)構(gòu)，主塔施工與鋼箱梁頂推施工同步進(jìn)行。本文介紹鼓山大橋主塔上橫梁支架的方案設(shè)計(jì)與施工工藝。

　　關(guān)鍵詞：主塔上橫梁;支架;方案設(shè)計(jì);施工工藝

　　Abstract:The main bridge of Gushan Bridge is a self-anchored suspension bridge with a single tower.Its main beam is made by a steel box girder,which is built by Incremental Launching Method.The main tower was designed to be a gate-type reinforced concrete structure，and constructions of the main tower and the upper beam are simultaneous.This article describes the conceptual design and construction technology of support for the upper beam of the main tower of Gushan Bridge.

　　Keywords:upper beam of the main tower;support; conceptual design; construction technology

　　中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　1 概 述

　　福州市鼓山大橋跨越閩江，主橋?yàn)楠?dú)塔自錨式懸索橋，跨徑組成為50m+150m+235m+35m，主橋立面布置見圖1。主梁采用鋼箱梁，南、北錨跨為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橋面寬42米，雙向八車道。主塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土門式結(jié)構(gòu)，由下、中、上塔柱及上、下橫梁五部分組成，塔高(從承臺(tái)頂面算起)為136.2m，橋面以上塔高約為103m，主塔塔柱設(shè)計(jì)為寬度漸變的直塔柱，橫橋向?qū)挒?.8m～6m，順橋向?qū)挒?.85～7.5m。主塔墩基礎(chǔ)位于閩江主河槽，采用分離式基礎(chǔ)，承臺(tái)長(zhǎng)寬均為16m。主塔上橫梁采用單箱單室截面，橫橋向長(zhǎng)37.2m，順橋向?qū)?.8m，梁高由中間的4.5m變至兩端的7.3m，高度變化采取底面圓曲線過渡方式，圓曲線半徑為63.18m，頂板、底板、腹板厚度均為0.6m。上橫梁頂距承臺(tái)頂約126m，距橋面約93m，位于主塔澆注的第18、19節(jié)段，上橫梁混凝土澆注量為482.7m3。

　　2 施工總體布置

　　上橫梁采用斜腿鋼管樁貝雷梁、上部搭設(shè)扣件式滿堂支架法施工。支架結(jié)構(gòu)組成為：φ1000mm斜腿鋼管樁(3對(duì)，共6根)，連接系，型鋼分配梁，貝雷梁，新制桁架，扣件式鋼管支架，縱、橫向方木分配梁，模板系統(tǒng)，施工平臺(tái)，主塔內(nèi)部支撐(安裝于斜腿鋼管柱腳處主塔內(nèi)部)，兩塔柱間水平預(yù)應(yīng)力束(安裝于斜腿鋼管柱腳處，從水平鋼管內(nèi)穿過)等主要構(gòu)件組成，上橫梁支架立面布置見圖2。

　　3 施工支架的安裝和拆除

　　支架在鋼箱梁面拼裝，利用4臺(tái)100tLSD連續(xù)千斤頂整體提升至設(shè)計(jì)位置，與塔柱預(yù)埋件焊接固定，上橫梁澆筑完成后，仍使用千斤頂將支架整體卸落到鋼箱梁面，并逐步拆除各構(gòu)件。

　　3.1 支架在鋼箱梁面拼裝

　　使用塔吊和一臺(tái)25t汽車吊在鋼箱梁面拼裝支架，斜腿鋼管貝雷梁支架安裝于鋼梁面兩塔柱之間，然后由4臺(tái)100tLSD液壓千斤頂整體提升至設(shè)計(jì)位置安裝。

　　貝雷梁上部扣件式鋼管支架也在鋼箱梁面搭設(shè)，利用塔吊分段(橫橋向分為3段)吊裝就位。

　　3.2 支架整體提升

　　支架提升總重量約140t，采用4臺(tái)100tLSD液壓千斤頂整體提升，用一臺(tái)油泵控制4臺(tái)千斤頂?shù)挠蛪海垢髑Ы镯敱M量保持同步。千斤頂布置于塔壁支撐牛腿上，吊點(diǎn)設(shè)置在支架貝雷梁兩端的分配梁上。

　　3.3 支架提升就位后安裝

　　由于主塔截面尺寸自下往上逐漸縮小，所以支架提升就位后需將斜腿鋼管樁接長(zhǎng)，并焊接于塔壁預(yù)埋件。貝雷橫梁也需用新制桁架接長(zhǎng)，再利用塔吊和倒鏈葫蘆將支架提升用分配梁移動(dòng)至新制桁架下方，作為支架分配梁，支承于塔壁牛腿。

　　在貝雷梁上鋪設(shè)順橋向方木分配梁，使用塔吊吊裝扣件式鋼管支架至方木分配梁上方，并在支架外側(cè)安裝扣件鋼管圍擋，掛設(shè)安全網(wǎng)，保證施工安全。

　　支架安裝完成后，便可安裝模板，綁扎鋼筋，澆注上橫梁混凝土。

　　3.4 支架拆除

　　支架拆除流程與支架安裝相反，同樣使用液壓千斤頂將斜腿鋼管樁貝雷梁支架整體卸落至鋼箱梁面。因LSD千斤頂支撐牛腿位于上橫梁位置，澆筑上橫梁時(shí)已經(jīng)割除，故拆除支架時(shí)將千斤頂布置于上橫梁頂面，上橫梁澆筑時(shí)要在頂、底板上相應(yīng)位置預(yù)留孔洞，使用于卸落支架的鋼絞線穿過。

　　4 結(jié)構(gòu)計(jì)算

　　采用midas建立斜腿鋼管樁貝雷梁支架和塔柱模型，見圖3。貝雷梁上部建立板單元，將貝雷梁上部滿堂支架、模板等重量、上橫梁鋼筋混凝土重量、混凝土振搗荷載、臨時(shí)荷載換算成壓力荷載，施加于板單元。板單元與貝雷梁節(jié)點(diǎn)之間，以及上橫梁支架與主塔節(jié)點(diǎn)之間等采用彈性連接。根據(jù)上橫梁支架施工流程，結(jié)構(gòu)計(jì)算包括以下工況：

　　工況一：支架在粱面處拼裝

　　結(jié)構(gòu)為外伸梁模型，荷載為支架自重，支承點(diǎn)為6根斜腿鋼管樁柱腳。

　　工況二：支架提升

　　為了增加安全系數(shù)，荷載取自重的1.2倍。

　　工況三：支架安裝到位, 張拉斜腿鋼管柱腳處兩塔柱之間預(yù)應(yīng)力束，每對(duì)斜腿鋼管柱腳處施加25t預(yù)張拉力，上橫梁混凝土未澆注。

　　工況四：第一次澆注上橫梁混凝土

　　第一次混凝土澆注高度為弧頂往上1.3m，澆注量為223m3，第二次澆注剩余混凝土，為254.7m3，兩次共澆注482.7m3。

　　檢算支架各構(gòu)件強(qiáng)度、撓度、穩(wěn)定性，及主塔塔柱位移、應(yīng)力。

　　經(jīng)計(jì)算，混凝土第一次澆注完成后，上橫梁處兩側(cè)塔柱各向外位移2.30mm，共為4.60mm，基于這種情況，應(yīng)保證混凝土全部澆注完成時(shí)最先澆注的混凝土不發(fā)生初凝，因此要確保混凝土澆注速度，必要時(shí)需在混凝土中添加緩凝劑。計(jì)算上橫梁的混凝土收縮值可知，此施工方法可基本消除上橫梁混凝土收縮造成的影響。

　　工況五：第二次澆注上橫梁混凝土

　　第二次澆注混凝土?xí)r第一次所澆注混凝土強(qiáng)度已經(jīng)形成，并且對(duì)其中預(yù)應(yīng)力束張拉了50%的永久預(yù)應(yīng)力，成為槽形梁。第二次澆注混凝土荷載由槽形梁和支架共同承擔(dān)，并按槽形梁和支架的剛度比例分配荷載。

　　計(jì)算得第二次澆注混凝土荷載的42%由支架承受;第二次澆注混凝土荷載的58%由槽型梁承受。

　　則上橫梁混凝土全部澆注完成后，支架承受第二次澆注混凝土荷載的42%與第一次澆注混凝土重量，槽型梁承受預(yù)應(yīng)力和第二次澆注混凝土荷載的58%。

　　工況六：上橫梁混凝土強(qiáng)度形成，張拉上橫梁預(yù)應(yīng)力筋，拆除模板，未拆除斜腿鋼管樁支架，未釋放斜腿鋼管樁柱腳處預(yù)應(yīng)力。

　　上橫梁強(qiáng)度形成，張拉預(yù)應(yīng)力筋，拆除模板，支架上混凝土壓力荷載消除，上橫梁成為主塔結(jié)構(gòu)一部分。建立支架與主塔整體模型，荷載為結(jié)構(gòu)自重、斜腿鋼管樁柱腳處預(yù)應(yīng)力荷載、主梁施加于下橫梁的荷載。計(jì)算此時(shí)主塔的混凝土應(yīng)力，以及支架對(duì)主塔的外力值。

　　以上六個(gè)工況為上橫梁斜腿鋼管樁支架施工，支架與主塔的受力不利工況，經(jīng)計(jì)算，提升系統(tǒng)、支架各構(gòu)件，以及槽形梁和主塔的強(qiáng)度與變形均滿足規(guī)范要求。

　　工況七：釋放斜腿鋼管樁柱腳處預(yù)應(yīng)力，拆除支架。

　　將斜腿鋼管樁柱腳處預(yù)應(yīng)力筋及工況六中支架對(duì)主塔的外力值反向加載于主塔模型，計(jì)算主塔的內(nèi)力，計(jì)算結(jié)果再與工況六的計(jì)算數(shù)值疊加，便是使用斜腿鋼管樁支架法施工上橫梁后主塔結(jié)構(gòu)的內(nèi)力值。

　　最后單獨(dú)建立主塔及上橫梁模型，荷載為結(jié)構(gòu)自重、主梁施加于下橫梁的荷載，即不考慮施工支架影響的理想狀態(tài)，計(jì)算主塔結(jié)構(gòu)的內(nèi)力值。將計(jì)算數(shù)值與工況七比較，結(jié)果非常接近，說明使用斜腿鋼管樁支架法施工對(duì)主塔結(jié)構(gòu)沒有太大的影響。

　　5 結(jié) 語(yǔ)

　　鼓山大橋上橫梁斜腿鋼管樁支架法施工，不影響主梁頂推工作，節(jié)約了工期，倒用下橫梁支架材料，節(jié)約了成本。支架在鋼箱梁面拼裝，使用液壓千斤頂整體提升就位，一定程度上減少了高空支架拼裝作業(yè)，提高了支架質(zhì)量。理論計(jì)算和實(shí)踐表明，斜腿鋼管樁支架法施工上橫梁，對(duì)主塔結(jié)構(gòu)沒有太大影響，為主塔上橫梁施工積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。圖4為上橫梁施工完成后的照片。

　　參 考 文 獻(xiàn)

　　[1] 江正榮，朱國(guó)梁.簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

　　[2] GB 50017，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

　　[3] JTG D62—2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范[S].