泉州灣跨海大橋主塔上橫梁支架設計（交通）

                                 袁  燦¹  趙金磊²

(1.中交武漢港灣工程設計研究院有限公司  武漢430040；  2．安徽交控集團蕪湖長江二橋項目辦蕪湖241000)

摘要為了縮短施工周期，節省鋼材用量，通過方案比選，泉州灣跨海大橋主塔上橫梁支架采用了一種牛腿支架法進行施工。通過對支架結構進行分析計算表明，該牛腿支架結構滿足設計及規范要求；施工中采用該牛腿支架結構成功完成了上橫梁澆筑，驗證了其安全可行性。

關鍵詞  泉州灣跨海大橋上橫梁牛腿支架

在橋梁建設中，由于特大橋梁主塔高度較大，主塔上橫梁若采用落地鋼管少支架進行施工，臨時工程措施量很大，鋼管垂直度難以保證，施工風險也很大。泉州灣跨海大橋主塔上橫梁采用了一種支撐在主塔上的牛腿支架施工，節約了工期，對主塔結構沒有太大影響，解決了傳統落地鋼管少支架施工存在的問題，取得了良好的經濟和社會效益。本文對該牛腿支架施工技術進行探討。

1工程概況

    泉州灣跨海大橋工程起于晉江南塘，與泉州市環城高速公路晉江至石獅段相接，在石獅蚶江跨越泉州灣，經惠安秀涂、張坂，終于塔埔，與泉州市環城高速公路南惠支線相接。路線全長26 675. 871 m，其中泉州灣跨海大橋橋長12 454. 894 m，泉州灣跨海大橋主橋為雙塔式分幅組合梁斜拉橋，主跨跨徑400 m，主塔高157.1 m，采用三柱式門形塔。上橫梁頂板寬7. 03 m，底板寬6.97 m，高5. 60 m，腹板厚0.9 m，頂、底板厚度均為0.8 m，上橫梁與塔柱連接處設置裝飾塊，尺寸為4.3 m×3.1 m。上橫梁采用支架法現澆施工。

2設計方案比選

    根據實際情況，擬定了2種設計方案：方案一是傳統落地鋼管少支架設計方案，在下橫梁頂面豎立8根直徑1m的鋼管立柱，鋼立柱頂部設置梁系和模板系，鋼立柱與主塔之間設置6層鋼管附墻。這種施工方法受力明確，工藝簡單，但鋼立柱要從下橫梁頂面往上接高，鋼立柱高約85 m，垂直度難以保證，鋼立柱之間聯系撐多，單幅主塔上橫梁支架需要施工鋼材326 t，施工周期長，施工窗口要經歷臺風期，高鋼管支架風險大。方案二是牛腿支架，在主塔塔肢上設置預埋件，牛腿支架在后場分塊制作好以后進行吊裝焊接，利用支架結構搭設施工平臺進行上橫梁澆筑。單幅主塔上橫梁支架需要施工鋼材117 t，牛腿支架對現場吊裝精度要求較高，施工周期短，可以避開臺風期施工。2種設計方案對比見表1。

    由表1可見，方案二鋼材用量較少，施工周期較短，降低了施工難度。經過專家論證之后，決定采用方案二進行施工。

3  牛腿支架結構布置

    牛腿及支撐架上支點焊接在主塔塔肢預埋件上，各支撐架之間加設聯系撐增強整體穩定性，在支撐架頂部設置墊梁及支撐梁，為后期澆筑倒角預留操作空間，支撐梁頂部設置主橫梁，主橫梁上鋪設321型單層貝雷梁及新制桁架作為主縱梁，主縱梁頂部鋪設模板系。結構布置見圖1。

4支架施工流程

    支架施工流程如下。澆筑主塔塔肢時設置預埋件分塊吊裝焊接牛腿及支撐架吊裝焊接聯系撐吊裝焊接墊梁、支撐梁吊裝焊接主橫梁吊裝貝雷梁及新制桁架，架設貝雷及新制桁架聯系撐安裝橫向分配梁，搭設施工平臺及防護設施安裝模板系綁扎上橫梁鋼筋，鋪設預應力管道一次性澆筑上橫梁混凝土張拉預應力自上而下依次拆除支架。

5  支架分析計算

5.1設計條件

5.2設計荷載

    恒載。支架結構自重；上橫梁重量；模板系荷載。

    活載。施工荷載；風荷載。

5.3工況分析

    按最不利原則，主要考慮以下工況。

    工況一。支架搭設完成。最大風速條件下，支架安裝到位，還未澆筑混凝土。

    工況二。澆注混凝土。施工風速條件下，進行混凝土澆注。

5.4計算模型

    運用MIDAS軟件對單幅支架結構進行建模分析，整體模型見圖2。

5.5計算結果

5.5.1工況一

工況一支架主要結構計算結果見表2。

5.5.2工況二

    工況二支架主要結構計算結果見表3。

5.5.3結果分析

    根據工況一及工況二的計算結果，各構件最不利結果如下。

    計算結果表明，支架主要構件強度均能滿足設計及規范要求。

6實施情況

 泉州灣跨海大橋項目部于2013年11月開始搭設上橫梁支架，按照施工流程搭設完支架結構后，對該支架體系進行驗收，驗收合格后分幅一次性澆筑單幅上橫梁，整個施工過程安全平穩，避開了臺風期，降低了施工風險?，F場支架搭設施工圖見圖3。

7結語

 對牛腿支架結構的分析計算結果表明，結構滿足設計及規范要求，施工現場采用其支架結構完成上橫梁澆筑，驗證了其安全可行性。采用該牛腿支架結構施工，縮短了施工周期，取得了良好的經濟和社會效益，可為類似工程提供借鑒。