大跨度針形獨(dú)塔斜拉橋鋼主塔豎轉(zhuǎn)提升施工過程分析.pdf

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1、第3期（總第173期）No.3(SerialNo.173)2014年6月CHINAMUNICIPALENGINEERINGJun.2014DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.03.022大跨度針形獨(dú)塔斜拉橋鋼主塔豎轉(zhuǎn)提升施工過程分析蔡寧（上海嘉定軌道交通建設(shè)投資有限公司，上海201800）摘要：鋼主塔的豎轉(zhuǎn)提升施工是嘉定惠平路橋的技術(shù)難點(diǎn)與亮點(diǎn)。介紹鋼主塔的構(gòu)造與豎轉(zhuǎn)提升施工的主要步驟，對(duì)施工過程中結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三維有限元仿真分析，計(jì)算結(jié)果表明整個(gè)施工過程中鋼主塔與提升施工支架結(jié)構(gòu)受力安全。關(guān)鍵詞：斜拉橋；針形獨(dú)塔；鋼主塔；豎

2、轉(zhuǎn)提升；有限元模擬中圖分類號(hào)：U445.46文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1004-4655(2014)03-0058-041工程概況1）下塔柱為鋼鑄構(gòu)件，高17m，約重175t，惠平路大橋是嘉定主城區(qū)和南翔大型居住社截面為弧邊三角形，壁厚由上向下從100mm線區(qū)西部聯(lián)系的咽喉，也是蕰藻浜景觀軸的重要組成性增加至150mm，塔底板厚500mm，頂板厚部分，對(duì)橋梁形態(tài)及景觀有著極高的要求。大橋300mm，頂板設(shè)置100mm井字形加勁，柱底開采用針形獨(dú)塔混合梁斜拉橋，跨徑組合2×35m+槽口，與鉸支座頂部共同形成鉸接構(gòu)造。158m+40m，全長(zhǎng)268m，鋼梁長(zhǎng)約208m，混凝2）中

3、塔柱為格構(gòu)柱，高76m，約重750t，斷土梁長(zhǎng)約60m，橋面總寬為35.5m。主橋采用整面呈等邊三角形，由3根外徑為1300mm、壁厚體斷面，鋼梁為雙箱截面，混凝土梁為雙箱多室50mm的鋼管組成，鋼管內(nèi)設(shè)置豎向加勁肋和環(huán)向[1]截面。加勁肋，豎向加勁肋高200mm、厚50mm，按圓主橋主塔采用3根鋼管組成的空間剛架結(jié)構(gòu)，周均勻布置8道，環(huán)向加勁肋厚50mm，豎向間距呈針形，總高111m，布置于中分帶內(nèi)，向主跨傾2m。鋼管彎曲呈圓弧線，鋼管間設(shè)置橫平聯(lián)，豎角18°，主塔在塔底與主墩鉸接。斜拉索共22對(duì)，向間距6m。主跨為2根索構(gòu)成的單索面，邊跨為異型雙索面，3）上塔柱為裝飾

4、結(jié)構(gòu)，采用無縫鋼管拼接而全橋形態(tài)見圖1。成，高度為18m，約重6t。對(duì)于本工程總重1000t左右的鋼主塔結(jié)構(gòu)采用[2]先在地面上拼裝，然后進(jìn)行豎轉(zhuǎn)提升的施工方法。既能控制好鋼主塔的結(jié)構(gòu)線形，又能降低工程造價(jià)；但鋼主塔采用豎轉(zhuǎn)提升的施工方法，具有一定技術(shù)難度，其示意圖見圖2。塔柱2-31束拉桿圖1全橋形態(tài)效果圖鋼絞線壓桿6-31束鋼絞線2鋼主塔構(gòu)造及豎轉(zhuǎn)提升施工方法針形鋼主塔分為3段。支架鋼主梁混凝土主梁轉(zhuǎn)鉸收稿日期：2014-03-17圖2鋼主塔豎轉(zhuǎn)提升立面示意圖作者簡(jiǎn)介：蔡寧（1974—），男，高級(jí)工程師，碩士，主要從事工程項(xiàng)目建設(shè)管理工作。根據(jù)工程承包單位的主塔豎轉(zhuǎn)提

5、升的施工方58蔡寧：大跨度針形獨(dú)塔斜拉橋鋼主塔豎轉(zhuǎn)提升施工過程分析2014年第3期[3]案，確定以下施工步驟。利用計(jì)算模型，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)在施工過程進(jìn)行受1）主塔制造：主塔工廠加工制造完成后運(yùn)輸力分析。由于文章篇幅所限，只列出鋼主塔、壓桿至施工現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)輸過程確保主塔結(jié)構(gòu)不受損壞。在主塔豎轉(zhuǎn)10°、75°、108°的應(yīng)力圖與位移2）主塔拼裝：主塔采用現(xiàn)場(chǎng)拼裝，拼裝初始圖（見圖4~圖7），列出臨時(shí)拉索與拉桿的內(nèi)力與[4]狀態(tài)的水平夾角為10°，主塔分7次吊裝[下塔柱、應(yīng)力值（見表1），其他工況的計(jì)算結(jié)果參考文獻(xiàn)。中塔柱第1~第5節(jié)段、中塔柱第6節(jié)段（含上塔柱）]。3）后錨及拉壓桿

6、安裝：分別在南北側(cè)安裝后錨結(jié)構(gòu)，然后在鋼塔上臨時(shí)安裝支架拼裝壓桿，壓桿拼裝完成后，安裝拉桿和錨索；預(yù)拉拉索，使拉壓桿張緊形成穩(wěn)定的三角結(jié)構(gòu)后再進(jìn)行豎轉(zhuǎn)工作。圖4豎轉(zhuǎn)10°，主塔、壓桿應(yīng)力4）主塔提升施工：利用南側(cè)后錨處6臺(tái)350t連續(xù)千斤頂逐級(jí)加載，保持同步，各臺(tái)千斤頂之間預(yù)應(yīng)力差值≤20t，逐步預(yù)拉拉索和前錨索，每根前錨索預(yù)拉200t，6根錨索合計(jì)預(yù)拉1200t，利用拉壓桿結(jié)構(gòu)豎轉(zhuǎn)鋼塔，使鋼主塔脫離胎架大約200mm，靜止觀察約24h，待滿足設(shè)計(jì)要求后開始豎轉(zhuǎn)。圖5豎轉(zhuǎn)10°，主塔、壓桿位移5）主塔下放施工：待主塔豎轉(zhuǎn)到75°后，保持南、北后錨的預(yù)拉力，開始索力轉(zhuǎn)換。索

7、力轉(zhuǎn)換后利用北側(cè)后錨處2臺(tái)350t連續(xù)千斤頂進(jìn)行主塔下放施工。主塔豎轉(zhuǎn)提升施工完成后，再進(jìn)行主塔斜拉索掛索的施工。3整個(gè)施工過程的結(jié)構(gòu)模擬鋼主塔在整個(gè)豎轉(zhuǎn)提升過程中，隨豎轉(zhuǎn)角度的變化，鋼主塔與提升體系的臨時(shí)拉索、拉桿、壓桿a)應(yīng)力b)位移圖6豎轉(zhuǎn)75°，主塔、壓桿應(yīng)力與位移等受力不斷地變化，為確保整個(gè)施工過程結(jié)構(gòu)的受力安全，必須進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析。經(jīng)過初步判斷，施工過程主要考慮主塔豎轉(zhuǎn)10°、25°、45°、75°以及108°共5個(gè)工況。計(jì)算分析采用大型結(jié)構(gòu)分析軟件MIDAS，鋼主梁、混凝土主梁、鋼主塔、壓桿采用梁?jiǎn)卧M，臨