懸索橋超過異形塔上橫梁施工方案及支架設(shè)計(jì)

2014-09-03 11:00:14潘東

四川建筑 2014年6期

潘東

(中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司,北京100131)

1 工程概況

云蒙大橋是京承聯(lián)絡(luò)線工程中的控制性節(jié)點(diǎn)工程，也是北京密云的地標(biāo)建筑，全橋長(zhǎng)744m，其中第二聯(lián)主橋?yàn)楠?dú)塔自錨式懸索橋，跨徑組合為(35+135+165+35)m，橋面全寬36.6m，扁平鋼箱梁結(jié)構(gòu)。索塔采用種子造型索塔，分上塔柱與下塔柱，設(shè)置上、下橫梁，索塔主要承受索力及主梁傳遞下的垂直荷載。塔身外觀似一粒孕育希望的“種子”，總塔高126.5m(圖1)。其橫橋向內(nèi)外輪廓分別為不同半徑圓曲線組合而成，頂部開孔。頂部開孔的內(nèi)輪廓是由一個(gè)多個(gè)圓曲線和一個(gè)圓相扣而成，下輪廓圓弧半徑為18m。單肢塔柱，橫斷面為似梯形，其兩側(cè)輪廓由一段圓曲線組成。塔身不同位置橫橋向塔柱寬度不同，表面徑向曲線半徑20m。塔柱截面為單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，橫橋向外側(cè)壁厚2.0m，內(nèi)側(cè)壁厚1.5m，順橋向兩側(cè)壁厚1.2m，根部設(shè)5m實(shí)體過渡段。

塔頂橫梁頂標(biāo)高118.326m，距離塔底96.325m，梁高9.2m，為等高度矩形截面，順橋向梁寬7.0m，單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。在主鞍座對(duì)應(yīng)位置為實(shí)體混凝土，在塔中心設(shè)置1.5m寬的中隔板。橫梁頂、底板厚1.5m，邊腹板厚1.2m，中腹板厚1.0m。橫梁外裝飾板邊緣為圓弧。

圖1 主塔圖

2 施工方案

本橋主塔上橫梁具有橫向跨度大、橫梁截面尺寸大、距離支撐點(diǎn)承臺(tái)或下橫梁頂面高等特點(diǎn)，且因橋塔整體造型需求，上塔柱呈弧線形設(shè)計(jì)，常規(guī)支架搭設(shè)難以滿足要求，基于以上特點(diǎn)可知滿堂支架方案不適用與本橋主塔上橫梁施工。經(jīng)綜合分析并結(jié)合相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，提出大型牛腿+貝雷梁+碗扣腳手架的復(fù)核支架施工方案。在上橫梁支架的梁端設(shè)置牛腿，牛腿由I45工字鋼焊接構(gòu)成，橫橋向每端設(shè)置5道。縱梁由貝雷梁組成，根據(jù)構(gòu)造采取雙層設(shè)計(jì)，橫向每層布置38片，雙層共布置76片。貝雷梁上碗口腳手架，在上橫梁腹板位置間距為30cm，其余部位間距為60cm。具體方案布置如圖2所示。

圖2 上橫梁施工支架

3 施工方案設(shè)計(jì)驗(yàn)算

3.1 設(shè)計(jì)荷載及受力分析

本橋主塔上橫梁梁長(zhǎng)l=1 358 cm，上橫梁高h(yuǎn)=920 cm，上橫梁寬d=700 cm。混凝土實(shí)體體積約為V=584 m3，取混凝土密度ρ=2.6 t/ m3，則蓋梁每1 m的重量為：

p0=A×ρ=1118 kN/m

(1)

根據(jù)相應(yīng)規(guī)范，支架強(qiáng)度驗(yàn)算荷載組合包括：(1)新澆筑鋼筋混凝土每1 m自重荷載N1=p0×1.2=1342 kN/m；(2)模板重量N2=45 kN/ m；(3)施工人員和施工設(shè)備荷載N3=3B=21 kN/m；(4)振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載N4=2B=14 kN/ m；(5)傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載N5=2B=14 kN/m；(6)其他可能不可預(yù)見的荷載N6=1B=14 kN/m；(7)腳手架荷載N7=20 kN/ m。由此可得支架強(qiáng)度驗(yàn)算荷載：

(2)

支架主體結(jié)構(gòu)受力如圖3所示。由此可知：

縱向貝雷梁的彎矩Mz=48459 kN·m

縱向貝雷梁的剪力Qz=9981 kN

牛腿上錨固點(diǎn)水平反力N=-7439 kN(拉力)

牛腿下錨固點(diǎn)豎向反力V=-14116 kN(向下)

牛腿桿件最大軸力P=14116 kN(壓力)