武漢青山長江公路大橋主橋?yàn)橹骺?38m的雙塔雙索面全飄浮體系斜拉橋,橋塔采用A形混凝土結(jié)構(gòu),僅設(shè)上橫梁、無下橫梁,北塔高279.5m,塔座處兩塔肢間距62m。塔柱采用液壓爬模施工,在塔柱懸臂施工過程中,根據(jù)塔柱施工線形及塔肢截面彎矩控制需要,在橋塔兩塔肢范圍內(nèi)共布置了13道主動臨時(shí)橫撐,臨時(shí)橫撐由牛腿、橫撐鋼管、起頂系統(tǒng)、鋼楔塊四部分組成。采用MIDAS Civil軟件建立橋塔施工階段有限元模型,按照以橋塔線形控制為主、內(nèi)力為輔的原則確定了臨時(shí)橫撐對頂力及最大內(nèi)力,并根據(jù)臨時(shí)橫撐最大內(nèi)力進(jìn)行橫撐鋼管截面配置、牛腿設(shè)計(jì)。通過分析確定該橋中、下塔柱臨時(shí)橫撐按從中部往兩端的順序拆除,上塔柱臨時(shí)橫撐按照從上端往下端的順序拆除。 

【文章來源】：橋梁建設(shè). 2020年S1期 北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

臨時(shí)橫撐布置

懸臂施工時(shí)，在傾斜塔肢自重、施工荷載等作用下，橋塔根部形成極大的彎矩。為確保橋塔施工過程中無裂縫出現(xiàn)，以橋塔根部截面最大拉應(yīng)力≤1.0MPa作為控制值（塔柱采用C55混凝土，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1.89 MPa，除以材料分項(xiàng)系數(shù)1.7，其容許抗拉承載力1.1MPa），確定塔肢最大允許懸臂施工高度為40.2m。由于該橋橋塔無下橫梁，上橫梁施工前，兩側(cè)塔肢完全由橫撐對撐，結(jié)合塔柱分節(jié)及計(jì)算情況，考慮安全因素，確定了橫撐間距。在考慮爬模工作空間后，確定第1道臨時(shí)橫撐位于塔座以上21m處；第2道橫撐以第1道橫撐處塔肢截面應(yīng)力進(jìn)行控制，按此原則逐層確定每層橫撐的設(shè)置位置。通過分析確定該橋共布置13道臨時(shí)橫撐。其中，該橋下塔柱布置2道臨時(shí)橫撐，間距21m；中塔柱布置6道臨時(shí)橫撐，間距18m；上塔柱布置5道臨時(shí)橫撐，間距18m。13道臨時(shí)橫撐編號自塔座向上至塔頂依次為G1～G13。臨時(shí)橫撐布置見圖2。圖2 臨時(shí)橫撐布置

針對已確定位置的臨時(shí)橫撐，采用MIDAS Civil軟件建立橋塔施工階段有限元模型（圖3）。模型中，塔肢采用梁單元模擬[7-8]；塔底固結(jié)，臨時(shí)橫撐與塔肢單元采用只受壓彈性連接；橫撐鋼管對頂力采用溫度荷載（可以準(zhǔn)確地模擬施工中臨時(shí)橫撐鋼管內(nèi)力變化，并可反映鋼管壓縮變形對橋塔線形的影響）模擬。施工中荷載主要包括橋塔自重、爬模荷載、支架荷載（上橫梁、塔柱合龍段）、風(fēng)荷載、臨時(shí)橫撐鋼管對頂力。每層臨時(shí)橫撐的順橋向2根鋼管采用1個(gè)等剛度梁單元代替。橋塔常溫下受力計(jì)算假定溫度為15℃（主橋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)溫度）。由于該橋塔肢懸臂較長，塔肢水平位移對頂推力較為敏感。因此，臨時(shí)橫撐對頂力設(shè)計(jì)原則為以橋塔線形控制為主，內(nèi)力為輔。設(shè)計(jì)時(shí)，要求塔柱施工過程中單塔肢最大位移≤20mm，塔柱混凝土最大拉應(yīng)力≤1.0 MPa。通過有限元計(jì)算得到G1～G13橫撐對頂力分別為2 200,2 500,1 800,2 000,2 300,2 200,2 000,1 500,3 000,1 800,1 800,1 800,600kN。


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