重庆千厮门大桥索塔爬模设计研究

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1、2-重庆千厮门大桥索塔爬模设计研究重庆千厮门大桥索塔爬模设计研究王明胜，刘海波，陈鸣中交二航局二公司摘要：千厮门嘉陵江大桥是重庆轨道六号线进出渝中半岛跨越嘉陵江的重要通道。大桥索塔采用全曲面天梭外形，橄榄叶型内轮廓线条，凹槽、倒角形状复杂，尺寸变化剧烈。为了尽可能实现空间双曲面外观效果，尽可能采用自动液压爬升系统并提高其安全性，同时在保证结构外形的情况下尽可能缩短节段施工周期，本文结合索塔结构施工难点，对爬模最佳的分段高度、模板系统的设计及爬架系统的合理使用进行了比较详细、科学的研究和分析。关键词：索塔特点难点分段模板爬架1工程概述千厮门嘉陵江大桥南穿渝中区洪崖

2、洞旁沧白路，跨嘉陵江，北接江北区江北城大街南路。单塔单索面钢桁梁斜拉桥，跨径布置为88m＋312m（主跨）＋240m＋80m＝720m。图1总平面布置图桥塔采用天梭形：1）塔高162.5-182m；2）塔在桥面处横向最宽35.0m；3）塔顶横向宽7.0m；4）主塔纵向宽度塔底11m；5）塔底分叉处到桥面纵向由11m变为9.0m；6）桥面以上13米到塔顶纵向由9.0m变为7.5m，按直线变化；7）均采用箱型结构形式。2结构特点、难点2.1结构特点千厮门大桥索塔采用全曲面天梭外形，橄榄叶型内轮廓线条，凹槽、倒角形状复杂，尺寸变化剧烈。下塔柱截面由2段R=4.178m

3、和4段R=16.745m以及直线段组成，随着塔柱的增高，直线段的长度加长，2对圆弧保持不变。竖直方向外侧面轮廓线是一个半径为308.145m的圆弧。塔柱内部由三个空腔组成，2个对称的空腔外侧轮廓与塔柱外轮廓为同心圆。下塔柱截面依然变宽，圆弧1尺寸保持不变，直线段和圆弧2逐渐缩小，与R=200mm的倒角圆弧相连。外侧面轮廓线是一个半径为R=308.145m的圆弧。内侧轮廓线和凹槽处轮廓线也分别是圆弧。塔柱交汇段以下，中塔柱外侧面轮廓线变成直线，内侧面仍为圆弧，凹槽处横桥向宽度逐渐增大。上塔柱交汇段以上，外侧面轮廓线仍然为直线，凹槽处横向宽度由宽变窄，锚固区采用开放

4、式锚箱结构。下塔柱空腔图2索塔外观立体图横系梁索塔牛腿中塔柱内腔下塔柱分叉2.2模板设计难点1）水平截面和高度方向均为圆弧，水平截面圆弧半径不变，塔柱水平截面圆弧弧长沿高度变化。若以首段为基准，圆弧段随高度转动后，水平截面尺寸变化，且模板拼缝、围楞、拉杆位置等均发生变化。图3索塔轮廓投影图2）1#模板随着塔柱外轮廓线旋转，底口弧长不断减小，导致2#和直线模板向左侧滑动，最终积累误差体现在直线模板的边线和理论边线的尺寸相差178mm3）1#模板随着塔柱外轮廓线旋转，底口弧长不断减小，导致2#模板向左侧滑动，最大积累误84mm。图4模板拼装误差示意图14）圆弧随着塔

5、柱外轮廓线旋转，水平截面形状由圆形变为椭圆形，2个节段间尺寸偏差为2mm，累计最大偏差为21mm。图5模板拼装误差示意图25）内侧倒角水平截面半径不变，但随高度方向圆弧旋转，倒角圆弧弧长逐段变化。6）若以首段为基准，圆弧段随高度转动后，水平截面尺寸变化，且模板拼缝发生变化。7）与直线段相连的倒角模板，以及与圆弧2相连的倒角模板若倒用，弧长最大差值为64mm。图6倒角弧长误差示意图8）内侧面呈窄-宽-窄-宽变化，且高度方向圆弧半径不同,分别R=46m，R=227m9）内腔随外轮廓线型，每段空间全曲线变化，倒角结构复杂，每个倾斜角度不同。2.3架体设计难点1）圆弧段

6、随高度旋转后爬升轨迹变化；2）爬架爬升实际轨道线为折线，夹角为0.84度；3）中上塔柱凹槽段尺寸狭小区域架体结构布置；4）塔墩及下塔柱凹槽段尺寸变化剧烈区域的架体结构布置。3、爬模系统总体设计思路3.1设计原则1）尽可能实现空间双曲面外观效果；2）尽可能采用自动液压爬升系统，提高安全性；3）在保证结构外形的同时，尽可能缩短节段施工周期。3.2设计方案比选根据大桥索塔奇特的外观造型，爬模板设计由下面两个方面的设计思路作了对比分析：1）采用空间全曲线爬模优点：采用空间全曲线完全符合设计截面尺寸，无误差；缺点：模板逐段新制或改造工作量大，耗费时间长，因此而导致工期时间

7、长，造价高。2）高度方向以直（折）代曲，接受模板旋转产生的偏差优点：模板改造工作量小，耗费时间少，施工工期较短，造价低；缺点：微观上以直代曲存在折角，模板旋转后截面尺寸存在一定偏差，误差情况主要有以下三点：a.外侧圆弧：高度方向8mm，模板旋转截面尺寸误差2mm/段，累积误差21mm（可通过拉杆调节，消除模板旋转误差）；b.内侧圆弧：11mm（上塔柱段）；c.圆倒角：3mm（下塔柱段）。比选结果：考虑到误差不大，以及工期、造价等因素，采用高度方向以直代曲的设计方案。4、索塔分段研究在以直代曲的基础上，比较不同节段浇筑高度优缺点。根据历来施工经验，通过分析对比常用

8、的三种不同节段高度时的优