西铜高速渭河特大桥钢箱梁架设临时支架施工设计

李连生 陕西铁路工程职业技术学院

1 工程概况

西安至铜川高速公路渭河特大桥从122#到126#墩柱间跨径布置为36+55.65+53.5+29.6 m的四跨连续钢箱梁结构，左右幅桥面各宽20.4 m，分幅分离0.2 m，双向2.0%横坡。单幅截面为单箱七室，单箱宽2.2 m，箱梁中心高度2.5 m，两侧悬臂长2.5 m，如图1所示。

图1 钢箱梁截面图

钢箱梁顶板底板厚均为16 mm，中腹板为12 mm，边腹板为16 mm；顶板采用厚8 mm的U形加劲肋，腹板采用14 mm厚的平板加劲肋，底板采用T形纵加劲肋。箱内纵向每隔3.0 m设一道普通横隔板，两侧悬臂部分采用U形加劲肋。

钢箱梁每节段于厂内下料、打坡口、表面预处理、板单元组焊加工制造出厂，板单元在西安现场组装工地组装焊接成节段箱梁。采用临时支架进行节段梁吊装安装，桥上节段梁组装焊接，桥面调整处理及表面涂装作业成桥。

2 架设施工方案

四跨吊装施工前先在各跨桥墩中间设置临时钢管支墩，其顶部安放"321型"军用贝雷架作为节段梁在桥面纵向移动的支承平台。

第123#至126#墩桥跨越渭河大堤，桥高近30 m，因而采用提梁机完成节段梁垂直方向的提升，80 t拆装式提梁机布置于125#与126#墩之间，提梁机主梁沿桥向横向布置，总长约60 m，覆盖范围跨越左右两幅，并能保证在左幅外还能完成一段节段梁的提升。提梁机主梁一侧采用临时支墩支承，另一侧直接采用126#墩盖梁支承，满足单幅架梁要求。主梁上布设起重小车走行轨道。

吊梁后，起重小车沿主梁轨道前行到位后将节段梁安放于贝雷架上的拖拉小车（运梁台车）上，各节段梁组拼时拖拉小车沿纵桥向拖拉到位后，采用落梁千斤顶、横向位置调节装置等人工微调对位。节段梁安装顺序由122#墩至126#墩顺序安装，先安装右幅，再安装左幅。临时支墩布置如图2所示。

图2 左、右幅桥墩布置图

3 临时支架检算

3.1 检算参数

在122#与123#墩之间，右幅左侧桥架立柱间距最大，即运梁台车走行梁立柱间最大跨距（见图2），选该跨为检算梁跨。安装梁段重80 t、长7.15 m，运梁台车重1.28 t。临时支架强度、刚度检算的相关参数如下（表1、表2）。

表1 贝雷架(不加强)的相关参数

表2 单根钢轨之下贝雷架所受荷载的相关参数

3.2 检算结果

在以下三种工况下，按贝雷架（不加强）分别为三排单层、四排单层时，使用有限元软件Ansys8.0计算出最大弯矩、最大剪力和最大挠度，进行强度与刚度检算如下：

3.2.1 计算工况1

该工况为当第一跨左侧放置一节梁段，运梁台车运载一节梁段处于第一跨中间的情况，如图3所示。

图3 工况1力学计算图

(1)贝雷架（不加强）为三排单层时：

因此，工况1检算通过。

(2)贝雷架（不加强）为四排单层时：

因此，工况1检算通过。

3.2.2 计算工况2

第一跨上全放置安装梁段，如图4所示。

图4 工况2力学计算图

(1)贝雷架（不加强）为三排单层时：

因此，工况2检算通过。

(2)贝雷架（不加强）为四排单层时：

因此，工况2检算通过。

3.2.3 计算工况3

一节段梁安放在走行梁上，另一节梁段在跨中用4个千斤顶起，千斤顶支承在三片贝雷架梁上，如图5所示。

图5 工况3力学计算图

(1)贝雷架（不加强）为三排单层时：

因此，工况3检算通过。

(2)贝雷架（不加强）为四排单层时：

因此，工况3检算通过。

4 结束语

从以上对三排单层贝雷架(不加强)和四排单层贝雷架(不加强)的强度刚度检算对比中可以得到结论：后者除了强度与刚度能满足施工要求外，而且更安全。

西安至铜川高速公路渭河特大桥的四跨连续钢箱梁部分于2010年7月开始架设，2010年11月结束。采取的是四排单层贝雷架（不加强）临时支架系统，节段梁在桥上组拼施工过程中临时支架安全可靠，未见异常。