自锚式悬索桥主塔顶横梁牛腿支架设计与施工

主塔顶横梁牛腿支架设计与施工照片尺寸为20mm*30mm；最好不用红色背景摘要以某自锚式式悬索桥的施施工为背景，本本文介绍了牛牛腿支架的设设计与施工。一一般情况下，主主塔顶横梁距距离地面较高高，此时可以以在塔柱的内内侧布置三角角牛腿，其上上放置分配梁梁，标准贝雷雷梁搁置在分分配梁上。然然后在贝雷梁梁上依次放置置分配梁、碗碗扣式脚手架架和方木。该该牛腿支架克克服了普通支支架体系的不不足，降低了了工程造价，可可为类似工照片尺寸为20mm*30mm；最好不用红色背景关键词主塔顶横横梁牛腿支架架设计施工中图分类号U4445.4文献标识码码A文章编号DesignandCConstrructioonofCorbeelSuppportforTTopCrrossbeeamsoofMaiinTowwersNieGuoonan(ChinaRailwwayCoonstruuctionnGrouupCo..,Ltdd.Beiijing1001331,Chhina)AbstracctAsaabackkgrounndtothecconstrructioonofasellf-ancchoreddsusppensioonbriidge,thisarticcleinntroduucestthedeesignandcconstrructioonoftheccorbellsuppport.Usuallly,ttopcrrossbeeamsoofmaiintowwersaarehiighfrromthhegroound.Inthhiscaase,ttriangglecoorbelsscanbearrrangeedintheiinsideeoftthetoowerccolumnn.TheendisstribuutivegirdeersanndBaiileyttrussarepputonnthetrianngleccorbellssucccessiively..Afteertheeproccessiiscommpleteed,diistribbutiveebeamms,cuuploksteelltubuularsscaffooldinggandwoodeenareeputonthheBaiileybbeamsuuccesssivelyy.Theecorbbelsuupporttoverrcomessthelackoforrdinarrysuppportddingssystemm,anddtheprojeectcoostissreduuced.Andiitcannprovvideaarefeerenceeforsimillarprrojectts.KeyworddsToopCroossbeaamsoffMainnToweers;CCorbellSuppport;Desiggn;Coonstruuctionn1工程概况况某悬索桥索塔采采用种子造型型索塔，分上上塔柱与下塔塔柱，设置上上下横梁，索索塔主要承受受索安及主梁梁传递下的垂垂直荷载。塔塔身外观似一一粒孕育希望望的“种子”，高126..5m。其横横桥向内外轮轮廓分别为不不同半径圆曲曲线组合而成成，顶部开孔孔。顶部开孔孔的内轮廓是是由一个多个个圆曲线和一一个圆相扣而而成，下轮廓廓圆弧半径为为18米。单肢肢塔柱，横断断面为似梯形形，其两侧轮轮廓由一段圆圆曲线组成。塔塔身不同位置置横桥向塔柱柱宽度不同，表表面径向曲线线半径20米。塔全高126..5m其中主主体结构高996.3255m，顶部装装饰高30..175m，桥桥面以上高为为88m。塔底底设计高程为为22.0001m，塔顶顶设计高程为为148.5501m。塔柱截面为单箱箱单室预应力力砼结构，横横桥向外侧壁壁厚2.0mm，内侧壁厚厚1.5m，顺顺桥向两侧壁壁厚1.2mm，根部设5mm实体过渡段段。塔柱设66道50cm厚的的环向加强肋肋。塔顶横梁梁高9.2米，为为等高度矩形形截面，单箱箱双室预应力力砼结构。在在主鞍座对应应位置为实体体砼，在塔中中心设置1..5m宽的中中隔板。横梁梁顶、底板厚厚1.5m，边边腹板厚1..2m，中腹腹板厚1.00m。横梁外外装饰板边缘缘为圆弧。梁梁底横梁中心心梁高3.00m，为变高高度矩形截面面，单箱双室室预应力砼结结构。在支座座及塔中心对对应位置生宽宽2.0m中横横梁。横梁顶顶、底板厚00.6m，边边腹板厚1..2m，中腹腹板厚1.00m。2牛腿支架架设计与计算算2.1牛腿腿支架设计顶横梁底板与承承台顶的距离离为87m左右，距距离主梁也接接近50m。因此此，单纯的脚脚手架方案和和钢管柱支架架方案均会因因为稳定问题题导致不经济济，而且存在在交叉施工作作业，不利于于缩短工期。为了保证支架体体系受力的合合理性及降低低工程造价，最最终采用了牛牛腿支架体系系。即，结合合塔身构造，在在左右塔柱的的内侧各布置置10个三角牛牛腿，牛腿由由I45号双拼拼工字钢焊接接而成，顺顶顶横梁宽度方方向将双拼II45号工字字钢搁置在各各个牛腿上，标标准贝雷梁（竖竖向双层）搁搁置在牛腿上上，贝雷梁顺顺梁宽方向满满铺（梁宽77.0米），共共33组[1]。文献献[2]中采用用预埋钢板焊焊接牛腿托架架的形式，考考虑到现场的的实际作业条条件，本文采采用了直接预预埋工字钢的的方式架设牛牛腿，以保证证结构的受力力的可靠性。标准贝雷梁上依依次有如下结结构：纵向（顶顶横梁宽度方方向）I200b工字钢分分配梁、碗扣扣式脚手架、纵纵横向10ccm×16cm方木木。其中纵向向I20b工字字钢分配梁在在箱室位置间间距为0.66米，在腹板板位置间距为为0.3米；碗碗扣脚手架间间距为0.33×0.3米。图1顶横梁牛腿腿支架构造图图图2牛腿构造图图2.2分析计算算支架的分析包括括碗口式脚手手架、贝雷梁梁、牛腿等。限限于篇幅，本本文仅就贝雷雷梁及牛腿的的相关分析进进行论述。支架的验算荷载载包括[3--4]：（1）贝雷梁//牛腿自重；；（2）浇注钢筋筋混凝土的重重量（5722.5kN//m）；（3）模板重量量（45kNN/m）；（4）施工人员员和施工设备备荷载(21kN//m)；（5）振捣混凝凝土时产生的的荷载（144kN/m）；；（6）倾倒混凝凝土时产生的的冲击荷载（14kN/m）；（7）其他可能能不可预见的的荷载（7kkN/m）；；（8）脚手架自自重（20kkN/m）。分析时，贝雷梁梁取其中1组，牛腿取取其中1个。另外，支支架的强度及及稳定根据文文献[5]按照“容许应力法”进行验算。贝雷梁受力分析析贝雷梁的分析模模型中，上下下弦杆、竖杆杆采用梁单元元模拟，斜杆杆采用桁架单单元模拟。贝贝雷片间的销销接通过释放放梁端约束实实现，上下层层间的联系采采用弹性连接接模拟，边界界条件为简支支。有限模型型见图3。图3贝雷梁的有有限元模型从图4～6中，可可以看出弦杆杆最大拉应力力为187..5MPa，位位置在支撑附附近，最大压压应力为1447.2MPPa，位置在在跨中；竖杆杆最大拉应力力为107..4MPa，最最大压力力为为134.44MPa，均均出现在距离离支撑3m附近的竖竖杆上；斜杆杆最大拉应力力为70.00MPa，出出现在上层梁梁端斜杆，最最大压力为1161.1MMPa，出现现在下层梁端端斜杆。另外外，贝雷梁跨跨中的最大挠挠度为23mmm（图7）。贝雷梁的强度及及稳定验算见见表1。贝雷梁的的设计满足施施工要求。图4上下弦杆应应力（MPaa）图5竖杆应力（MMPa）图6斜杆应力（MMPa）图7贝雷梁变形形（mm）表1贝雷梁强度度及稳定验算算杆件最大拉/压应力力（MPa）受压稳定系数容许应力（MPPa）上/下弦杆187.5/--147.220.685260/-1778.1竖杆107.4/--134.440.767260/-1999.4斜杆70.1/-1161.10.643260/-16牛腿腿受力分析图8牛腿应力（MMPa）图9牛腿变形（mmm）从图8～9中可可以看出，牛牛腿的最大拉拉应力为1003.6MPPa，最大压压力为99..1MPa；；竖向变形接接近3mm。3牛腿支架安装装图10施工中的的牛腿支架在主塔施工过程程中，需要设设置横撑。因因此借助横撑撑在钢管上部部焊接型钢骨骨架平台为顶顶横梁支架施施工台作，牛牛腿在主塔相相应节段施工工时预埋工字字钢及必要的的补强钢筋，同同时设置悬挑挑脚手架预埋埋件。混凝土土施工完成后后搭设悬挑脚脚手架，在脚脚手架上焊接接牛腿其余部部分工字钢。两侧牛腿安装完完成后在顶部部纵向铺设双双I45a工字字钢。工字钢钢上面沿桥横横向安装贝雷雷梁，一片贝贝雷梁在场地地整体拼装完完成后采用塔塔吊安装。每每三片梁间设设置加强件联联结成整体。I20b工字钢安装在贝雷梁上作为分配梁，最后在分配梁上搭设碗扣式脚手架并调整模板底面高程。4支架施工的质质量控制点（1）牛腿各部部件焊接时，均均采用角焊缝缝，焊缝高度度8mm。牛腿腿钢板为主要要受力部件之之一，必须保保证焊接质量量。焊后应仔仔细检查，合合格后方可投投入使用。在在塔柱同一高高度上的牛腿腿，通过测量量抄平确保牛牛腿均位于同同一水平面，以以保证各牛腿腿受力均匀。（2）牛腿及其其上的双拼工工字钢应在相相应位置设置置支撑加劲肋肋，以保证结结构的局部稳稳定。（3）设计时应应考虑贝雷梁梁两端支撑位位置，使其在在桁架的节点点处，以便于于传递剪力。另另外，安装贝贝雷片时，也也应保证其准准确就位。5砼浇筑过程中中支架的监测测鉴于牛腿支架的的重要性，有有必要混凝土土浇筑过程中中对关键截面面的应力进行行监测，以确确保支架结构构的受力安全全。5.1测点点布置结合第2节中的的相关计算结结果及现场实实际情况，应应力测点分别别布置在牛腿腿和贝雷梁支支撑附近，具具体见图11。其中，每每个测点布置置2个电阻式应应变计。图11测点布置置示意图5.2监测数据据从监测数据来看看，牛腿和弦弦杆处实测值值比计算值小小，而支撑处处斜腹杆的实实测值则比计计算值稍大（但但仍在容许范范围之内），这这应该与数值值分析时采用用桁架单元模模拟斜腹杆有有关。毕竟实实际的斜腹杆杆两端应是一一种“半刚性”的约束，而而不是“铰”。不过，总总体上说有限限元的计算值值与实测值基基本吻合。图12关键截面面实测值与计计算值的对比比6结束语本文以某悬索桥桥主塔顶横梁梁施工为背景景，对牛腿支支架的设计与与施工进行了了论述。从其其设计与施工工情况来看，可可以得出如下下结论：（1）一般情况况下，主塔顶顶横梁距离地地面较高。普普通支架无法法满足施工要要求，此时牛牛腿支架体系系可解决该问问题。（2）牛腿支架架的设计应考考虑两侧索塔塔的相应构造造。计算分析析时，应从强强度、稳定及及刚度三个方方面进行。另另外，贝雷架架支撑点位置置的选择应尽尽量布置在贝贝雷片的节点点上，以便于于传递剪力。（3）从支架的的监测数据来来看，实测值值与计算值基基本吻合。本本文中有限元元模型能够反反映支架体系系的实际受力力状态。从实际的施工情情况来看，牛牛腿支架克服服了普通支架架体系的不足足，降低了工工程造价，缩缩短了工期（2个月左右），可为以后的类似工程提供参考。参考文献[1]耿树树成.十漫高速速公路十堰互互通现浇箱梁