杭瑞高速白果樹特大橋T梁提升站設(shè)計(jì)與施工

張敏

中鐵大橋局集團(tuán)第七工程有限公司 湖北武漢 430056

摘要：杭瑞高速白果樹特大橋T梁提升站由于受地形狹笮、陡坡、古樹阻擋等不利條件的限制，因此該T梁提升站的設(shè)計(jì)與施工與平常的提升站有不同的特點(diǎn)和難點(diǎn)。本文介紹了該T梁提升站的設(shè)計(jì)與施工的主要特點(diǎn)，為以后相類似的結(jié)構(gòu)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：提升站；設(shè)計(jì)；施工

1.工程概況

杭瑞高速HRTJ-8合同段工程范圍為K64+255～K71+800，路線全長7.545公里。其中白果樹特大橋?yàn)樽笥曳蛛x式橋墩，全長2.257公里。本橋采用雙柱式橋墩、薄壁空心墩，樁基均為嵌巖樁，樁底深入弱風(fēng)化層≥2.5d（d為樁的直徑）m；起點(diǎn)橋臺左幅及終點(diǎn)橋臺均采用U臺、右幅采用樁柱式橋臺。本橋上部結(jié)構(gòu)為30m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)—剛構(gòu)體系。全橋裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁共計(jì)888片。

2. 提升站設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)簡介

本提升站（提梁門吊）專為白果樹特大橋30m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁設(shè)計(jì)的提升設(shè)備，根據(jù)當(dāng)時的施工進(jìn)度，提梁門吊設(shè)置在左幅47號墩—左幅48號墩（也就是右幅49號墩—右幅50號墩）之間。由于受地形狹笮、陡坡等條件的限制，設(shè)計(jì)時決定采用定點(diǎn)起吊，即提升站固定，不象以往的提升站能沿橋軸線前后移動，并且兩臺提升站的跨徑不一致。

設(shè)計(jì)時考慮地形條件和地質(zhì)情況，采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，立柱采用格構(gòu)式鋼管柱，主梁采用六四式軍用梁，兩臺提梁門吊順橋向間距27.8m，橫橋向在左幅47號墩——右幅49號墩處跨徑為38m，左幅48號墩——右幅50號墩處跨徑為33m，提升額定荷載為40t。白果樹特大橋40t提升站結(jié)構(gòu)示意圖見圖1

圖1 提升站結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 計(jì)算分析

2.2.1 相關(guān)參數(shù)

（1）提梁門吊計(jì)算跨度：Lp1=38m、Lp2=33m

（2）額定荷載：Pmax=40t

（3）材料力學(xué)性能：鋼管柱、聯(lián)結(jié)系及分配梁 σs=235MPa

六四軍用梁 σs=345MPa

2.2.2 計(jì)算荷載

（1）自重荷載：PG=104t

（2）起升荷載：PQ=40t

（3）起升沖擊系數(shù)：Φ1=1.05

（4）起升荷載動載系數(shù)：Φ2=1.02

（5）風(fēng)荷載：q I=0.6qⅡ

q Ⅱ=150N/m2

q Ⅲ=500N/m2

風(fēng)力系數(shù)：構(gòu)架C1=1.6；32M預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁C2=1.2

風(fēng)壓高度變化系數(shù)Kh=1.5

結(jié)構(gòu)的充實(shí)率：構(gòu)架Φ1=0.3；32m預(yù)應(yīng)力砼簡支箱梁Φ1=1.0

擋風(fēng)折減系數(shù)η=0.2

（6）動態(tài)試驗(yàn)荷載：P dt=1.1×40=44t

Φ6=（1+Φ2）/2=1.01

（7）靜態(tài)試驗(yàn)荷載：Pst=1.25×40=50t

2.2.3 荷載組合

根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 3811—2008，對提升站在各種施工條件下的荷載進(jìn)行組合

組合Ⅰ：Φ1PG+Φ2PQ（定點(diǎn)起吊）

組合Ⅱ：Φ1PG+Φ2PQ+PWⅡ（定點(diǎn)起吊）

組合Ⅲa：PG+ P吊具+PWⅢ（非工作狀態(tài)）

組合Ⅲb：Φ1PG+Φ6Pdt（動態(tài)試驗(yàn)）

組合Ⅲc：PG+Pst（靜態(tài)試驗(yàn)）

2.2.4 構(gòu)架強(qiáng)度檢算

提升站構(gòu)架的強(qiáng)度檢算包括由軍用梁組拼的主梁強(qiáng)度檢算和鋼管柱的強(qiáng)度檢算。本文以Lp1=38m的主梁為算例，采用MIDAS建模計(jì)算，其他部位的計(jì)算不重復(fù)。

（1）安全系數(shù)和許用應(yīng)力

各種工況下六四軍用梁、型鋼及鋼管安全系數(shù)和許用應(yīng)力見下表1。

表1 安全系數(shù)和許用應(yīng)力

荷載組合類別 型鋼及鋼管 六四軍用梁

安全系數(shù)（n） 許用應(yīng)力（[σ]） 安全系數(shù)（n） 許用應(yīng)力（[σ]）

組合Ⅰ 1.5 156Mpa 1.5 230Mpa

組合Ⅱ 1.33 176Mpa 1.33 259Mpa

組合Ⅲ 1.15 204Mpa 1.15 300Mpa

六四軍用梁主要構(gòu)件的桿件截面性質(zhì)和容許承載能力見下表2。

表2 六四軍用梁主要構(gòu)件的桿件截面性質(zhì)和容許承載能力匯總表

構(gòu)件和桿件名稱 截面性質(zhì) 桿件容許承載力（t）

截面 截面面積（cm2） 折減系數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)三角 弦桿 [16b 25.6 0.833 50

斜腹桿 [8 10.2 0.867 21

中豎桿 L50×5 4.8 0.594 10

端構(gòu)架 端壓桿 [10 12.7 0.884 27

斜拉桿 [10 12.7 27.5

斜壓桿 [8 10.2 0.832 20.5

斜弦桿 [16a 22.0 50

撐桿 [16a 22.0 0.844 22.5

（2）Lp=38m主梁強(qiáng)度檢算

組合Ⅰ狀態(tài)下的計(jì)算內(nèi)力