重庆蔡家嘉陵江大桥横梁托架设计施工技术.docx

重庆蔡家嘉陵江大桥横梁托架设计施工技术
 
 
 
 
 
   
 
 
 
摘要：介绍重庆蔡家嘉陵江大桥横梁施工托架主要设计指标，横梁结构和施工特点，阐述了大桥高塔横梁施工采用的关键技术，托架在施工横梁发挥的重要作用，可以作为今后类似工程施工参考。
关键词：超高 横梁 托架 设计施工
一、概况
重庆市蔡家嘉陵江大桥南起礼嘉片区，跨过嘉陵江，北接蔡家片区，为城市主干道、设计车速60Km/h，双向八车道，全长1442m。主桥为双塔双索面等高塔斜拉桥，塔高225米，主桥长600m（跨径布置为140m+320m +140m）；南、北引桥采用预应力混凝土连续箱梁，长418m和424m。。
本次施工横梁若按照常规搭设支架施工，支架高度达到111米（承台顶至横梁底），安全风险极大，施工工期长，成本不能控制在有限范围之内，因此支架设计采用高空托架方式。因横梁之上的0#块件较短（伸出1米），本桥采用横梁与0#号块件一起进行浇筑（第三次浇筑），减少了工序，节省了时间。本桥采用托架施工横梁及0#块件的成功，可以为今后类似桥梁横梁施工提供借鉴。具有深远的意义。
二、托架布置
托架至下而上依次采用2I63a下牛腿、2I63a上牛腿、2I45b下分配梁、2Ib45上分配梁、HN700托架、I14顶分配梁（部分采用2I56b型钢用于施工0#节段）以及碗扣钢管，托架共设置12片，经Midas2017模拟计算，，++++。托架之间采用
I45b型钢作横向连接，托架下设置型钢牛腿，牛腿嵌入塔柱内。
整个托架的总重量约为380t，，最大吊装件长度为29m。采用双机抬吊。
三、施工工艺技术
（一）技术参数
1、结构参数
桥塔横梁离地高度111m，，长29m，，，顶板设置2%人字坡，采用C55预应力混凝土结构。横梁顶板、底板、腹板厚度均80cm。
塔柱横梁混凝土方量987m³。塔柱横梁与主墩墩身同步施工。横梁分为三次浇筑。（混凝土约370m³），（混凝土约276m³），（混凝土341m³）。
因0#块与塔柱横梁固结，因此在浇筑横梁时一并浇筑。
2、支架材料参数
支架采用型钢材料，包括HN700型钢、I63a型钢，I56b型钢、I45b型钢、I32b型钢、I14型钢以及钢板等。
（二）、工艺流程
横梁施工工艺流程如下：
塔柱施工时安装牛腿预埋→做好横梁施工准备工作→托架散件加工→托架拼装→托架体系形成并荷载试验→底模安装→底板及肋墙钢筋、预应力管道安装→肋墙模板安装→浇筑第1次砼→养生→顶板碗扣支架搭设→顶板模板安装→顶板钢筋及预应力管道安装→横梁底部部分预应力穿束、张拉→第1次砼养生达到设计强度85％以上后浇筑第2次砼→养生→预应力穿束、张拉、压浆→验收并进入下一步工序。
四、托架计算设计
对横梁托架结构构件的强度、刚度、稳定性进行验算，使其均符合有关规范标准要求。荷载计算按横梁前两次浇筑高度进行取值。第一次、第二次荷载为横梁托架承受，第三次荷载为已浇筑的横梁和托架共同承受。
横梁托架结构计算通过有限元分析，采用Midas2017软件计算出主要构件的内力、应力和变形，再根据相关规范进行其强度和稳定性验算。 
由于托架验算内容较多，在此对其验算具体过程不予详细说明，下面仅对验算结果统计如表所示。 
托架计算结果
型钢名称
材质
应力（Mpa）
允许应力（Mpa）
相对变形位移（mm）
允许变形位移（mm）
分配梁I14
Q235
102
205


上弦HN700
Q235
116
205

24
斜撑HN700（TJ2）
Q235
77
205


斜撑HN700（TJ3）
Q235
43
205


斜撑HN700（TJ4）
Q235
94
205


下弦I56b
Q235
49
205

70
上牛腿分配梁2I45b
Q235
89
205


上牛腿2I63a
Q235
155
205


下牛腿分配梁2I45b
Q235
78
205


下牛腿2I63a
Q235
148
205

2.