摘要：鼓山大橋主橋為獨塔自錨式懸索橋。其主梁為鋼箱梁，采用頂推法施工，主塔為鋼筋混凝土門式結構，主塔施工與鋼箱梁頂推施工同步進行。本文介紹鼓山大橋主塔上橫梁支架的方案設計與施工工藝。
關鍵詞：主塔上橫梁;支架;方案設計;施工工藝
Abstract:The main bridge of Gushan Bridge is a self-anchored suspension bridge with a single tower.Its main beam is made by a steel box girder,which is built by Incremental Launching Method.The main tower was designed to be a gate-type reinforced concrete structure，and constructions of the main tower and the upper beam are simultaneous.This article describes the conceptual design and construction technology of support for the upper beam of the main tower of Gushan Bridge.
Keywords:upper beam of the main tower;support; conceptual design; construction technology
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
1 概 述
福州市鼓山大橋跨越閩江，主橋為獨塔自錨式懸索橋，跨徑組成為50m+150m+235m+35m，主橋立面布置見圖1。主梁采用鋼箱梁，南、北錨跨為預應力鋼筋混凝土結構，橋面寬42米，雙向八車道。主塔結構設計為鋼筋混凝土門式結構，由下、中、上塔柱及上、下橫梁五部分組成，塔高(從承臺頂面算起)為136.2m，橋面以上塔高約為103m，主塔塔柱設計為寬度漸變的直塔柱，橫橋向寬為4.8m～6m，順橋向寬為6.85～7.5m。主塔墩基礎位于閩江主河槽，采用分離式基礎，承臺長寬均為16m。主塔上橫梁采用單箱單室截面，橫橋向長37.2m，順橋向寬5.8m，梁高由中間的4.5m變至兩端的7.3m，高度變化采取底面圓曲線過渡方式，圓曲線半徑為63.18m，頂板、底板、腹板厚度均為0.6m。上橫梁頂距承臺頂約126m，距橋面約93m，位于主塔澆注的第18、19節段，上橫梁混凝土澆注量為482.7m3。
2 施工總體布置
上橫梁采用斜腿鋼管樁貝雷梁、上部搭設扣件式滿堂支架法施工。支架結構組成為：φ1000mm斜腿鋼管樁(3對，共6根)，連接系，型鋼分配梁，貝雷梁，新制桁架，扣件式鋼管支架，縱、橫向方木分配梁，模板系統，施工平臺，主塔內部支撐(安裝于斜腿鋼管柱腳處主塔內部)，兩塔柱間水平預應力束(安裝于斜腿鋼管柱腳處，從水平鋼管內穿過)等主要構件組成，上橫梁支架立面布置見圖2。
3 施工支架的安裝和拆除
支架在鋼箱梁面拼裝，利用4臺100tLSD連續千斤頂整體提升至設計位置，與塔柱預埋件焊接固定，上橫梁澆筑完成后，仍使用千斤頂將支架整體卸落到鋼箱梁面，并逐步拆除各構件。
3.1 支架在鋼箱梁面拼裝
使用塔吊和一臺25t汽車吊在鋼箱梁面拼裝支架，斜腿鋼管貝雷梁支架安裝于鋼梁面兩塔柱之間，然后由4臺100tLSD液壓千斤頂整體提升至設計位置安裝。
貝雷梁上部扣件式鋼管支架也在鋼箱梁面搭設，利用塔吊分段(橫橋向分為3段)吊裝就位。
3.2 支架整體提升
支架提升總重量約140t，采用4臺100tLSD液壓千斤頂整體提升，用一臺油泵控制4臺千斤頂的油壓，使各千斤頂盡量保持同步。千斤頂布置于塔壁支撐牛腿上，吊點設置在支架貝雷梁兩端的分配梁上。
3.3 支架提升就位后安裝
由于主塔截面尺寸自下往上逐漸縮小，所以支架提升就位后需將斜腿鋼管樁接長，并焊接于塔壁預埋件。貝雷橫梁也需用新制桁架接長，再利用塔吊和倒鏈葫蘆將支架提升用分配梁移動至新制桁架下方，作為支架分配梁，支承于塔壁牛腿。
在貝雷梁上鋪設順橋向方木分配梁，使用塔吊吊裝扣件式鋼管支架至方木分配梁上方，并在支架外側安裝扣件鋼管圍擋，掛設安全網，保證施工安全。
支架安裝完成后，便可安裝模板，綁扎鋼筋，澆注上橫梁混凝土。
3.4 支架拆除
支架拆除流程與支架安裝相反，同樣使用液壓千斤頂將斜腿鋼管樁貝雷梁支架整體卸落至鋼箱梁面。因LSD千斤頂支撐牛腿位于上橫梁位置，澆筑上橫梁時已經割除，故拆除支架時將千斤頂布置于上橫梁頂面，上橫梁澆筑時要在頂、底板上相應位置預留孔洞，使用于卸落支架的鋼絞線穿過。
4 結構計算
采用midas建立斜腿鋼管樁貝雷梁支架和塔柱模型，見圖3。貝雷梁上部建立板單元，將貝雷梁上部滿堂支架、模板等重量、上橫梁鋼筋混凝土重量、混凝土振搗荷載、臨時荷載換算成壓力荷載，施加于板單元。板單元與貝雷梁節點之間，以及上橫梁支架與主塔節點之間等采用彈性連接。根據上橫梁支架施工流程，結構計算包括以下工況：
工況一：支架在粱面處拼裝
結構為外伸梁模型，荷載為支架自重，支承點為6根斜腿鋼管樁柱腳。
工況二：支架提升
為了增加安全系數，荷載取自重的1.2倍。
工況三：支架安裝到位, 張拉斜腿鋼管柱腳處兩塔柱之間預應力束，每對斜腿鋼管柱腳處施加25t預張拉力，上橫梁混凝土未澆注。
工況四：第一次澆注上橫梁混凝土
第一次混凝土澆注高度為弧頂往上1.3m，澆注量為223m3，第二次澆注剩余混凝土，為254.7m3，兩次共澆注482.7m3。
檢算支架各構件強度、撓度、穩定性，及主塔塔柱位移、應力。
經計算，混凝土第一次澆注完成后，上橫梁處兩側塔柱各向外位移2.30mm，共為4.60mm，基于這種情況，應保證混凝土全部澆注完成時最先澆注的混凝土不發生初凝，因此要確保混凝土澆注速度，必要時需在混凝土中添加緩凝劑。計算上橫梁的混凝土收縮值可知，此施工方法可基本消除上橫梁混凝土收縮造成的影響。
工況五：第二次澆注上橫梁混凝土
第二次澆注混凝土時第一次所澆注混凝土強度已經形成，并且對其中預應力束張拉了50%的永久預應力，成為槽形梁。第二次澆注混凝土荷載由槽形梁和支架共同承擔，并按槽形梁和支架的剛度比例分配荷載。
計算得第二次澆注混凝土荷載的42%由支架承受;第二次澆注混凝土荷載的58%由槽型梁承受。
則上橫梁混凝土全部澆注完成后，支架承受第二次澆注混凝土荷載的42%與第一次澆注混凝土重量，槽型梁承受預應力和第二次澆注混凝土荷載的58%。
工況六：上橫梁混凝土強度形成，張拉上橫梁預應力筋，拆除模板，未拆除斜腿鋼管樁支架，未釋放斜腿鋼管樁柱腳處預應力。
上橫梁強度形成，張拉預應力筋，拆除模板，支架上混凝土壓力荷載消除，上橫梁成為主塔結構一部分。建立支架與主塔整體模型，荷載為結構自重、斜腿鋼管樁柱腳處預應力荷載、主梁施加于下橫梁的荷載。計算此時主塔的混凝土應力，以及支架對主塔的外力值。
以上六個工況為上橫梁斜腿鋼管樁支架施工，支架與主塔的受力不利工況，經計算，提升系統、支架各構件，以及槽形梁和主塔的強度與變形均滿足規范要求。
工況七：釋放斜腿鋼管樁柱腳處預應力，拆除支架。
將斜腿鋼管樁柱腳處預應力筋及工況六中支架對主塔的外力值反向加載于主塔模型，計算主塔的內力，計算結果再與工況六的計算數值疊加，便是使用斜腿鋼管樁支架法施工上橫梁后主塔結構的內力值。
最后單獨建立主塔及上橫梁模型，荷載為結構自重、主梁施加于下橫梁的荷載，即不考慮施工支架影響的理想狀態，計算主塔結構的內力值。將計算數值與工況七比較，結果非常接近，說明使用斜腿鋼管樁支架法施工對主塔結構沒有太大的影響。
5 結 語
鼓山大橋上橫梁斜腿鋼管樁支架法施工，不影響主梁頂推工作，節約了工期，倒用下橫梁支架材料，節約了成本。支架在鋼箱梁面拼裝，使用液壓千斤頂整體提升就位，一定程度上減少了高空支架拼裝作業，提高了支架質量。理論計算和實踐表明，斜腿鋼管樁支架法施工上橫梁，對主塔結構沒有太大影響，為主塔上橫梁施工積累了一定的經驗。圖4為上橫梁施工完成后的照片。
參 考 文 獻
[1] 江正榮，朱國梁.簡明施工計算手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.
[2] GB 50017，鋼結構設計規范[S].
[3] JTG D62—2004，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋梁設計規范[S].
