高赞大桥主桥施工方案

高赞大桥主桥施工方案

发表时间：2007-10-8 作者: 郭文华来源: 万方数据

关键字: 桥梁斜拉桥悬臂浇筑挂篮

通过分析比较目前砼斜拉桥主梁施工中常用的方法，结合高赞大桥的实际情况，确定了高赞大桥主梁前支点挂篮悬臂浇筑施工方案；采用ANSYS软件建立挂篮结构空间模型，分析了挂篮结构的刚度、强度和整体稳定性。

高赞大桥及引道工程是佛山市“四纵九横”中“横九”主干线的一部分，也是连接杏坛镇和容桂镇的重要道路。路线全长3.3KM，其中高赞大桥长1735m，引道长1570m。

主桥采用双塔单索面，墩、塔、梁固结的预应力砼斜拉桥；主梁采用近似三角形断面；主塔采用独柱式；引桥上部采用预应力砼先简支后连续小箱梁；下部采用独墩配大挑臂式盖梁。桥梁整体造型轻盈，线条挺拔简洁，施工方便，基础紧凑，主、引桥衔接自然，整体桥型与桥位处天然环境相和谐。桥跨组合为

(4x30+5x30+5x30+5x31)m+(150+280+150)m+(3x40+5x30+5x30+5x30)m(见图

1~2)。

1 高赞大桥主梁施工方案比选

目前，斜拉桥主梁施工方法很多，大体可分为支架法、顶推法、转体法、悬臂拼装法和悬臂浇筑法等。国内预应力砼斜拉桥主梁所采用的施工方法多种多样，各种施工方法均被采用，但主要还是以挂篮悬浇法为主(见表1)。

高赞大桥跨越容桂水道，地处珠三角经济区，容桂水道水上交通繁忙，两岸经济发达，施工场地有限，相比支架法、顶推法、转体法以及悬臂拼装法等施工方法，悬臂浇筑法具有优势。

悬臂浇筑挂篮可分为后锚点挂篮、劲性骨架挂篮和前支点挂篮3种，3种施工方案的比较见表2。

因高赞大桥主桥设计为单索面斜拉桥，近似三角形断面，在国内未有先例（仅崖门大桥截面相似，但宽高比优于该桥），结合本桥设计特性，经过多方调研和方案比选，确定主梁悬浇采用前支点挂篮方案。

2 高赞大桥前支点挂篮计算分析

前支点挂篮由2部分组成，一部分为底篮结构，另一部分为行走提梁结构。底篮结构作为主梁悬浇的主要承重结构，前端由斜拉索锚固支撑，后端通过悬吊系统锚固在已浇注梁段上；行走提梁结构通过设置在箱梁顶面的2组独立桁片来完成，在底篮系统行走时悬挂在底篮前端，通过牵引带动底篮前移就位，行走提

梁结构为施工辅助结构，不参与箱梁悬浇时的结构受力。

底篮结构由钢箱梁和桁架组成，桁架中心处高度为2.5m，等截面处钢箱梁截面高度为2.0m，适应斜拉索布置位置设置，中心间距为2.0m，钢箱梁宽度为1.0m，前端设置弧形梁，以适应不同块段斜拉索角度的变化。根据箱梁截面的变化特征，桁架高度采用变截面形式，从中心向两侧高度以底面直线形式过渡。

2.1 底篮结构计算工况

采用ANSYS有限元分析软件，通过建立空间模型，分析挂篮结构的刚度、强度和整体稳定性。将悬浇箱梁块段的重量，并考虑涨模、冲击和施工荷载后等代施加在挂篮结构上进行受力分析。因箱梁截面较宽，斜拉索布置较集中在中心位置，考虑到梁段悬臂长度较大，在两侧顶板悬臂根部设置横向对拉系统，在主梁悬臂浇注时施加对拉力。在挂篮行走状态和非浇注状态时可卸除或部分卸除对拉力，以减轻对挂篮结构的额外附加作用力。

底篮控制设计以边跨1#块和21#块为主，即斜拉索最短（倾角最大）和斜拉索最长（倾角最小）；以21#块作为控制计算，因为在21#块时斜拉索对挂篮产生最大的水平推力，同时也作为牵索挂拉止推器的设计控制荷载。

底篮控制设计的主要工况：工况一为悬臂浇注状态，此时底篮前端挂索，后端锚固；工况二为底篮通过提梁结构提住行走到位后锚固前的状态，此时底篮整体处于悬空时的最不利状态。通过两种工况控制设计底篮主体结构的强度、刚度及稳定性，同时控制设计局部构件的选型和验算。

2.2 底篮结构计算结果

工况一下的计算结果：结构最大变形发生在底篮桁架横向的最外端，最大值为-13.14mm;结构最大拉应力为111MPa，小于允许应力(140MPa)；结构最大压应力为95.9MPa，小于允许应力(140MPa)。

工况二下的计算结果：结构的最大竖向位移为12.8mm,出现在钢箱梁的弧形梁前端；结构的最大拉应力为33.7MPa，小于允许应力(140MPa)；结构的最大压应力为29.3MPa，小于允许应力(140MPa)。

2.3 行走桁架系统计算结果行走桁架采用空间桁架结构，总体上分2组，每组由2片菱形桁架组成，桁架高4m，纵向长1

3.441m。控制工况为挂篮刚行走到位时。最大变形发生在桁架的最前端节点处，净载时为18mm，考虑1.3的系数时为23mm。结构单元主要承受轴向力，2[28a杆件所受最大压力为46t,2[20a杆件所受最大压力为28.1t，最大拉力为38.7t。材料允许应力取值为140MPa，对各杆件进行受拉、受压(包括稳定性)验算，均满足要求，且富余较多，主要受刚度的控制。

3 结语

通过分析比较砼斜拉桥主梁各种施工方法，结合高赞大桥设计、施工的实际情况，从安全、经济及创新等方面考虑，选择前支点挂篮作为高赞大桥主梁悬臂浇筑施工挂篮；通过建立挂篮结构空间模型，分析了挂篮结构的刚度、强度和整体稳定性，并验算了挂篮结构的安全可靠性。对高赞大桥及同类型桥梁的设计和施工具有一定的参考价值。