泉州湾跨海大桥主塔上横梁支架设计（交通）
袁 灿1 赵金磊2
(1.中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 武汉430040； 2．安徽交控集团芜湖长江二桥项目办芜湖241000)
摘要为了缩短施工周期，节省钢材用量，通过方案比选，泉州湾跨海大桥主塔上横梁支架采用了一种牛腿支架法进行施工。通过对支架结构进行分析计算表明，该牛腿支架结构满足设计及规范要求；施工中采用该牛腿支架结构成功完成了上横梁浇筑，验证了其安全可行性。
关键词 泉州湾跨海大桥上横梁牛腿支架
在桥梁建设中，由于特大桥梁主塔高度较大，主塔上横梁若采用落地钢管少支架进行施工，临时工程措施量很大，钢管垂直度难以保证，施工风险也很大。泉州湾跨海大桥主塔上横梁采用了一种支撑在主塔上的牛腿支架施工，节约了工期，对主塔结构没有太大影响，解决了传统落地钢管少支架施工存在的问题，取得了良好的经济和社会效益。本文对该牛腿支架施工技术进行探讨。
1工程概况
泉州湾跨海大桥工程起于晋江南塘，与泉州市环城高速公路晋江至石狮段相接，在石狮蚶江跨越泉州湾，经惠安秀涂、张坂，终于塔埔，与泉州市环城高速公路南惠支线相接。路线全长26 675. 871 m，其中泉州湾跨海大桥桥长12 454. 894 m，泉州湾跨海大桥主桥为双塔式分幅组合梁斜拉桥，主跨跨径400 m，主塔高157.1 m，采用三柱式门形塔。上横梁顶板宽7. 03 m，底板宽6.97 m，高5. 60 m，腹板厚0.9 m，顶、底板厚度均为0.8 m，上横梁与塔柱连接处设置装饰块，尺寸为4.3 m×3.1 m。上横梁采用支架法现浇施工。
2设计方案比选
根据实际情况，拟定了2种设计方案：方案一是传统落地钢管少支架设计方案，在下横梁顶面竖立8根直径1m的钢管立柱，钢立柱顶部设置梁系和模板系，钢立柱与主塔之间设置6层钢管附墙。这种施工方法受力明确，工艺简单，但钢立柱要从下横梁顶面往上接高，钢立柱高约85 m，垂直度难以保证，钢立柱之间联系撑多，单幅主塔上横梁支架需要施工钢材326 t，施工周期长，施工窗口要经历台风期，高钢管支架风险大。方案二是牛腿支架，在主塔塔肢上设置预埋件，牛腿支架在后场分块制作好以后进行吊装焊接，利用支架结构搭设施工平台进行上横梁浇筑。单幅主塔上横梁支架需要施工钢材117 t，牛腿支架对现场吊装精度要求较高，施工周期短，可以避开台风期施工。2种设计方案对比见表1。
由表1可见，方案二钢材用量较少，施工周期较短，降低了施工难度。经过专家论证之后，决定采用方案二进行施工。
3 牛腿支架结构布置
牛腿及支撑架上支点焊接在主塔塔肢预埋件上，各支撑架之间加设联系撑增强整体稳定性，在支撑架顶部设置垫梁及支撑梁，为后期浇筑倒角预留操作空间，支撑梁顶部设置主横梁，主横梁上铺设321型单层贝雷梁及新制桁架作为主纵梁，主纵梁顶部铺设模板系。结构布置见图1。
4支架施工流程
支架施工流程如下。浇筑主塔塔肢时设置预埋件
分块吊装焊接牛腿及支撑架吊装焊接联系撑吊装焊接垫梁、支撑梁吊装焊接主横梁吊装贝雷梁及新制桁架，架设贝雷及新制桁架联系撑安装横向分配梁，搭设施工平台及防护设施安装模板系绑扎上横梁钢筋，铺设预应力管道一次性浇筑上横梁混凝土张拉预应力自上而下依次拆除支架。
5 支架分析计算
5.1设计条件
5.2设计荷载
恒载。支架结构自重；上横梁重量；模板系荷载。
活载。施工荷载；风荷载。
5.3工况分析
按最不利原则，主要考虑以下工况。
工况一。支架搭设完成。最大风速条件下，支架安装到位，还未浇筑混凝土。
工况二。浇注混凝土。施工风速条件下，进行混凝土浇注。
5.4计算模型
运用MIDAS软件对单幅支架结构进行建模分析，整体模型见图2。
5.5计算结果
5.5.1工况一
工况一支架主要结构计算结果见表2。
5.5.2工况二
工况二支架主要结构计算结果见表3。
5.5.3结果分析
根据工况一及工况二的计算结果，各构件最不利结果如下。
计算结果表明，支架主要构件强度均能满足设计及规范要求。
6实施情况
泉州湾跨海大桥项目部于2013年11月开始搭设上横梁支架，按照施工流程搭设完支架结构后，对该支架体系进行验收，验收合格后分幅一次性浇筑单幅上横梁，整个施工过程安全平稳，避开了台风期，降低了施工风险。现场支架搭设施工图见图3。
7结语
对牛腿支架结构的分析计算结果表明，结构满足设计及规范要求，施工现场采用其支架结构完成上横梁浇筑，验证了其安全可行性。采用该牛腿支架结构施工，缩短了施工周期，取得了良好的经济和社会效益，可为类似工程提供借鉴。
