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【摘要】目前随着桥梁上部现浇技术的不断成熟，一些跨大河、大江、沟槽的桥梁上部施工一般采用挂篮悬臂现浇和钢结构悬臂拼装施工，本文根据工程实例简要介绍跨河、跨路的钢桁架主桥拼装的施工方法和用工程软件计算受力情况进行了论述。
【关键词】钢桁架拼装受力分析
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、工程简介
本工程位于南二环跨越京杭大运河处，为新建工程。桥位处原河道堤顶宽约160米。新建南二环路按快速路标准实施，跨越京杭大运河处需按规划标准新建跨河大桥。 主桥钢桁拱桥主跨节间长度为11m，共22个节间；边跨节间长度9m,共9个节间，边跨平行弦高13.18m，中跨拱顶桁高9m，支点加劲弦高16m，拱肋采用二次抛物线。钢桁拱主桁由3片主桁架组成，桁架之间中心间距为17.5m。
图1跨京杭大运河桥梁主桥示意图
二、主跨施工
主跨桁架施工采用悬臂拼装，用两台塔吊从边跨向中间逐步拼装直至合拢。主桁架拼装完成后拼装吊杆，再从桥面上依次安装桥面板。桥面板采用汽車吊安装。
（一）首先进行主桥下部施工，这里就不做说明
（二）搭设边跨支架
1.对支架基础进行处理；
2.搭设支架，支架采用门式支架。
（三）边跨主桁架结构、桥面板安装
1.用吊机安装边跨主桁架；
2.用吊机安装边跨桥面板；
3.边墩支座采用临时支座，并根据计算出的主拱挠度值降低支座标高。
（四）主跨塔吊安装
图2、塔吊安装示意图
（五）主跨主桁架安装
1.用塔吊两边对称悬臂拼装主拱圈；
2.合拢段施工：合拢前首先调节中跨标高，将边墩永久支座安装到位并调节标高至设计标高；调节水平位移；
3.安装主拱圈合拢段杆件
（六）主跨吊杆安装
（七）主跨桥面板安装:用吊机从桥面进行吊装，从两侧对称依次向跨中进行安装直至合拢。
三、钢桁梁安装流程计算分析
主桥钢拱安装主要分为四个部分，即边跨支架安装、中跨主拱悬臂安装并合拢；中跨吊杆、系杆安装并合拢；中跨横梁及桥面系的安装。
（一）主拱合拢前受力情况
图4 主拱单侧模型示意图
1.合拢前各墩支反力
2.合拢前主拱挠度
3.合拢前主拱应力:经计算得出，合拢前主拱应力最大拉应力为109Mpa，最大压应力为152.54Mpa； 主拱跨中最大挠度333.1mm；边墩支反力分别为：62KN、71KN、62KN，主墩支反力分别为：927.8KN、1200.5KN、927.8KN。
为确保两侧主拱能顺利合拢，拟采取将两侧边支座标高下调260mm，通过主墩支座旋转来实现跨中转角为零工况，进行匹配合拢。
（二）主拱合拢后受力情况
主拱合拢拼装过程中，对滑动支座位置处进行水平限位，主拱合拢完成后，再解除水平限位，恢复水平滑动状态。
计算得出，合拢后主拱应力最大拉应力为65.17Mpa，最大压应力为111.47Mpa； 主拱跨中最大挠度40.0mm；边墩支反力分别为：62KN、71KN、62KN，主墩支反力分别为：779.6KN、1024.9KN、779.6KN。
（三）主拱系杆合拢前受力情况
主拱系杆拼装过程中，滑动支座处于滑动状态，为确保拼装过程主拱的受力趋于更加安全、合理，通过在两侧系杆处通过临时钢束施加临时预应力。其中在每个系杆底部和顶部各施加两根临时钢束，在系杆合拢前先施加底部预应力，待系杆合拢之后再施加顶部预应力，与底部施加力共同作用，直至中跨横梁和桥
面系拼装合拢完毕。
图5 系杆临时钢束布置图
（四）系杆合拢前未施加水平预应力时主拱受力情况
该工况主拱水平方向无约束，滑动支座自由滑动。
图6 系杆合拢前未加约束时位移图
图7系杆合拢前未加约束时应力图
计算得出，该工况主拱应力最大拉应力为129.1Mpa，最大压应力为172.47Mpa； 主拱跨中最大挠度278.6mm，滑动支座向外侧滑移量为271.2mm。
（五）系杆合拢前施加水平预应力时主拱受力情况
该工况主拱水平方向无约束，滑动支座自由滑动，但在主拱系杆两端设置了临时预应力，调节系杆合拢口宽度，并以平衡系杆合拢时对桥墩产生的不平衡推力。通过计算分析得出，中跨系杆合拢时，两侧系杆需施加临时预应力约5700KN，中间系杆需施加临时预应力约5300KN。
（六）主拱桥面系合拢前受力情况
该工况中跨桥面系合拢时，两侧系杆需施加临时预应力约5980KN，中间系杆需施加临时预应力约6060KN。确保中跨系杆处于应力最小状态和成桥后桥面系和系杆共同受力。
图8 桥面系合拢前施加临时预应力时各墩反力
计算得出，该工况主拱应力最大拉应力为71.9Mpa，最大压应力为159.1Mpa，其中系杆中跨最大拉应力为15Mpa， 主拱跨中最大挠度14mm。
综上所述，经计算分析，各工况受力均满足规范要求，主桥钢桁架中跨采用先主拱合拢，再系杆合拢，同时施加临时预应力，最后进行桥面系合拢的方案是可行的。
四、主桥施工要点
（一）边跨施工
边跨施工采用支架施工，支架搭设前首先对基础进行处理，并在基础上放置混凝土垫块。然后搭设支架。
考虑到主跨悬臂拼装挠度，应在边跨拼装前对支座标高进行下调（采用安装临时支座方法），并将边跨拼装位置后移，以利于合拢位置准确，在主跨合拢前将边跨临时支座更换为永久支座并上调至设计标高并将边跨顶推至设计位置。
（二）主跨施工
主跨施工采用悬臂拼装，拼装过程中实时测量每一段拱圈顶标高，根据标高确定挠度，并根据挠度值情况适当在边跨进行配重。主桁架安装温度应控制在15～20OC。
【参考文献】
[1]《公路桥涵施工技术规范》实施手册 田克平人民交通出版社
[2]《钢结构设计规范》 GB50017-2003
【关键词】钢桁架拼装受力分析
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、工程简介
本工程位于南二环跨越京杭大运河处，为新建工程。桥位处原河道堤顶宽约160米。新建南二环路按快速路标准实施，跨越京杭大运河处需按规划标准新建跨河大桥。 主桥钢桁拱桥主跨节间长度为11m，共22个节间；边跨节间长度9m,共9个节间，边跨平行弦高13.18m，中跨拱顶桁高9m，支点加劲弦高16m，拱肋采用二次抛物线。钢桁拱主桁由3片主桁架组成，桁架之间中心间距为17.5m。
图1跨京杭大运河桥梁主桥示意图
二、主跨施工
主跨桁架施工采用悬臂拼装，用两台塔吊从边跨向中间逐步拼装直至合拢。主桁架拼装完成后拼装吊杆，再从桥面上依次安装桥面板。桥面板采用汽車吊安装。
（一）首先进行主桥下部施工，这里就不做说明
（二）搭设边跨支架
1.对支架基础进行处理；
2.搭设支架，支架采用门式支架。
（三）边跨主桁架结构、桥面板安装
1.用吊机安装边跨主桁架；
2.用吊机安装边跨桥面板；
3.边墩支座采用临时支座，并根据计算出的主拱挠度值降低支座标高。
（四）主跨塔吊安装
图2、塔吊安装示意图
（五）主跨主桁架安装
1.用塔吊两边对称悬臂拼装主拱圈；
2.合拢段施工：合拢前首先调节中跨标高，将边墩永久支座安装到位并调节标高至设计标高；调节水平位移；
3.安装主拱圈合拢段杆件
（六）主跨吊杆安装
（七）主跨桥面板安装:用吊机从桥面进行吊装，从两侧对称依次向跨中进行安装直至合拢。
三、钢桁梁安装流程计算分析
主桥钢拱安装主要分为四个部分，即边跨支架安装、中跨主拱悬臂安装并合拢；中跨吊杆、系杆安装并合拢；中跨横梁及桥面系的安装。
（一）主拱合拢前受力情况
图4 主拱单侧模型示意图
1.合拢前各墩支反力
2.合拢前主拱挠度
3.合拢前主拱应力:经计算得出，合拢前主拱应力最大拉应力为109Mpa，最大压应力为152.54Mpa； 主拱跨中最大挠度333.1mm；边墩支反力分别为：62KN、71KN、62KN，主墩支反力分别为：927.8KN、1200.5KN、927.8KN。
为确保两侧主拱能顺利合拢，拟采取将两侧边支座标高下调260mm，通过主墩支座旋转来实现跨中转角为零工况，进行匹配合拢。
（二）主拱合拢后受力情况
主拱合拢拼装过程中，对滑动支座位置处进行水平限位，主拱合拢完成后，再解除水平限位，恢复水平滑动状态。
计算得出，合拢后主拱应力最大拉应力为65.17Mpa，最大压应力为111.47Mpa； 主拱跨中最大挠度40.0mm；边墩支反力分别为：62KN、71KN、62KN，主墩支反力分别为：779.6KN、1024.9KN、779.6KN。
（三）主拱系杆合拢前受力情况
主拱系杆拼装过程中，滑动支座处于滑动状态，为确保拼装过程主拱的受力趋于更加安全、合理，通过在两侧系杆处通过临时钢束施加临时预应力。其中在每个系杆底部和顶部各施加两根临时钢束，在系杆合拢前先施加底部预应力，待系杆合拢之后再施加顶部预应力，与底部施加力共同作用，直至中跨横梁和桥
面系拼装合拢完毕。
图5 系杆临时钢束布置图
（四）系杆合拢前未施加水平预应力时主拱受力情况
该工况主拱水平方向无约束，滑动支座自由滑动。
图6 系杆合拢前未加约束时位移图
图7系杆合拢前未加约束时应力图
计算得出，该工况主拱应力最大拉应力为129.1Mpa，最大压应力为172.47Mpa； 主拱跨中最大挠度278.6mm，滑动支座向外侧滑移量为271.2mm。
（五）系杆合拢前施加水平预应力时主拱受力情况
该工况主拱水平方向无约束，滑动支座自由滑动，但在主拱系杆两端设置了临时预应力，调节系杆合拢口宽度，并以平衡系杆合拢时对桥墩产生的不平衡推力。通过计算分析得出，中跨系杆合拢时，两侧系杆需施加临时预应力约5700KN，中间系杆需施加临时预应力约5300KN。
（六）主拱桥面系合拢前受力情况
该工况中跨桥面系合拢时，两侧系杆需施加临时预应力约5980KN，中间系杆需施加临时预应力约6060KN。确保中跨系杆处于应力最小状态和成桥后桥面系和系杆共同受力。
图8 桥面系合拢前施加临时预应力时各墩反力
计算得出，该工况主拱应力最大拉应力为71.9Mpa，最大压应力为159.1Mpa，其中系杆中跨最大拉应力为15Mpa， 主拱跨中最大挠度14mm。
综上所述，经计算分析，各工况受力均满足规范要求，主桥钢桁架中跨采用先主拱合拢，再系杆合拢，同时施加临时预应力，最后进行桥面系合拢的方案是可行的。
四、主桥施工要点
（一）边跨施工
边跨施工采用支架施工，支架搭设前首先对基础进行处理，并在基础上放置混凝土垫块。然后搭设支架。
考虑到主跨悬臂拼装挠度，应在边跨拼装前对支座标高进行下调（采用安装临时支座方法），并将边跨拼装位置后移，以利于合拢位置准确，在主跨合拢前将边跨临时支座更换为永久支座并上调至设计标高并将边跨顶推至设计位置。
（二）主跨施工
主跨施工采用悬臂拼装，拼装过程中实时测量每一段拱圈顶标高，根据标高确定挠度，并根据挠度值情况适当在边跨进行配重。主桁架安装温度应控制在15～20OC。
【参考文献】
[1]《公路桥涵施工技术规范》实施手册 田克平人民交通出版社
[2]《钢结构设计规范》 GB50017-2003