大跨度针形独塔斜拉桥钢主塔竖转提升施工过程分析.pdf

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1、第3期（总第173期）No.3(SerialNo.173)2014年6月CHINAMUNICIPALENGINEERINGJun.2014DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.03.022大跨度针形独塔斜拉桥钢主塔竖转提升施工过程分析蔡宁（上海嘉定轨道交通建设投资有限公司，上海201800）摘要：钢主塔的竖转提升施工是嘉定惠平路桥的技术难点与亮点。介绍钢主塔的构造与竖转提升施工的主要步骤，对施工过程中结构进行模拟，对关键节点进行三维有限元仿真分析，计算结果表明整个施工过程中钢主塔与提升施工支架结构受力安全。关键词：斜拉桥；针形独塔；钢主塔；竖

2、转提升；有限元模拟中图分类号：U445.46文献标志码：B文章编号：1004-4655(2014)03-0058-041工程概况1）下塔柱为钢铸构件，高17m，约重175t，惠平路大桥是嘉定主城区和南翔大型居住社截面为弧边三角形，壁厚由上向下从100mm线区西部联系的咽喉，也是蕰藻浜景观轴的重要组成性增加至150mm，塔底板厚500mm，顶板厚部分，对桥梁形态及景观有着极高的要求。大桥300mm，顶板设置100mm井字形加劲，柱底开采用针形独塔混合梁斜拉桥，跨径组合2×35m+槽口，与铰支座顶部共同形成铰接构造。158m+40m，全长268m，钢梁长约208m，混凝2）中

3、塔柱为格构柱，高76m，约重750t，断土梁长约60m，桥面总宽为35.5m。主桥采用整面呈等边三角形，由3根外径为1300mm、壁厚体断面，钢梁为双箱截面，混凝土梁为双箱多室50mm的钢管组成，钢管内设置竖向加劲肋和环向[1]截面。加劲肋，竖向加劲肋高200mm、厚50mm，按圆主桥主塔采用3根钢管组成的空间刚架结构，周均匀布置8道，环向加劲肋厚50mm，竖向间距呈针形，总高111m，布置于中分带内，向主跨倾2m。钢管弯曲呈圆弧线，钢管间设置横平联，竖角18°，主塔在塔底与主墩铰接。斜拉索共22对，向间距6m。主跨为2根索构成的单索面，边跨为异型双索面，3）上塔柱为装饰

4、结构，采用无缝钢管拼接而全桥形态见图1。成，高度为18m，约重6t。对于本工程总重1000t左右的钢主塔结构采用[2]先在地面上拼装，然后进行竖转提升的施工方法。既能控制好钢主塔的结构线形，又能降低工程造价；但钢主塔采用竖转提升的施工方法，具有一定技术难度，其示意图见图2。塔柱2-31束拉杆图1全桥形态效果图钢绞线压杆6-31束钢绞线2钢主塔构造及竖转提升施工方法针形钢主塔分为3段。支架钢主梁混凝土主梁转铰收稿日期：2014-03-17图2钢主塔竖转提升立面示意图作者简介：蔡宁（1974—），男，高级工程师，硕士，主要从事工程项目建设管理工作。根据工程承包单位的主塔竖转提

5、升的施工方58蔡宁：大跨度针形独塔斜拉桥钢主塔竖转提升施工过程分析2014年第3期[3]案，确定以下施工步骤。利用计算模型，对整个结构在施工过程进行受1）主塔制造：主塔工厂加工制造完成后运输力分析。由于文章篇幅所限，只列出钢主塔、压杆至施工现场，运输过程确保主塔结构不受损坏。在主塔竖转10°、75°、108°的应力图与位移2）主塔拼装：主塔采用现场拼装，拼装初始图（见图4~图7），列出临时拉索与拉杆的内力与[4]状态的水平夹角为10°，主塔分7次吊装[下塔柱、应力值（见表1），其他工况的计算结果参考文献。中塔柱第1~第5节段、中塔柱第6节段（含上塔柱）]。3）后锚及拉压杆

6、安装：分别在南北侧安装后锚结构，然后在钢塔上临时安装支架拼装压杆，压杆拼装完成后，安装拉杆和锚索；预拉拉索，使拉压杆张紧形成稳定的三角结构后再进行竖转工作。图4竖转10°，主塔、压杆应力4）主塔提升施工：利用南侧后锚处6台350t连续千斤顶逐级加载，保持同步，各台千斤顶之间预应力差值≤20t，逐步预拉拉索和前锚索，每根前锚索预拉200t，6根锚索合计预拉1200t，利用拉压杆结构竖转钢塔，使钢主塔脱离胎架大约200mm，静止观察约24h，待满足设计要求后开始竖转。图5竖转10°，主塔、压杆位移5）主塔下放施工：待主塔竖转到75°后，保持南、北后锚的预拉力，开始索力转换。索

7、力转换后利用北侧后锚处2台350t连续千斤顶进行主塔下放施工。主塔竖转提升施工完成后，再进行主塔斜拉索挂索的施工。3整个施工过程的结构模拟钢主塔在整个竖转提升过程中，随竖转角度的变化，钢主塔与提升体系的临时拉索、拉杆、压杆a)应力b)位移图6竖转75°，主塔、压杆应力与位移等受力不断地变化，为确保整个施工过程结构的受力安全，必须进行详细的结构分析。经过初步判断，施工过程主要考虑主塔竖转10°、25°、45°、75°以及108°共5个工况。计算分析采用大型结构分析软件MIDAS，钢主梁、混凝土主梁、钢主塔、压杆采用梁单元模拟，临