杭瑞高速白果树特大桥T梁提升站设计与施工
2015-10-21张敏
张敏
中铁大桥局集团第七工程有限公司 湖北武汉 430056
摘要：杭瑞高速白果树特大桥T梁提升站由于受地形狭笮、陡坡、古树阻挡等不利条件的限制，因此該T梁提升站的设计与施工与平常的提升站有不同的特点和难点。本文介绍了该T梁提升站的设计与施工的主要特点，为以后相类似的结构提供借鉴和参考。
关键词：提升站；设计；施工
1.工程概况
杭瑞高速HRTJ-8合同段工程范围为K64+255～K71+800，路线全长7.545公里。其中白果树特大桥为左右分离式桥墩，全长2.257公里。本桥采用双柱式桥墩、薄壁空心墩，桩基均为嵌岩桩，桩底深入弱风化层≥2.5d（d为桩的直径）m；起点桥台左幅及终点桥台均采用U台、右幅采用桩柱式桥台。本桥上部结构为30m装配式预应力混凝土T梁，先简支后结构连续—刚构体系。全桥装配式预应力混凝土T梁共计888片。
2. 提升站设计
2.1 结构简介
本提升站（提梁门吊）专为白果树特大桥30m装配式预应力混凝土T梁设计的提升设备，根据当时的施工进度，提梁门吊设置在左幅47号墩—左幅48号墩（也就是右幅49号墩—右幅50号墩）之间。由于受地形狭笮、陡坡等条件的限制，设计时决定采用定点起吊，即提升站固定，不象以往的提升站能沿桥轴线前后移动，并且两台提升站的跨径不一致。
设计时考虑地形条件和地质情况，采用钢筋混凝土基础，立柱采用格构式钢管柱，主梁采用六四式军用梁，两台提梁门吊顺桥向间距27.8m，横桥向在左幅47号墩——右幅49号墩处跨径为38m，左幅48号墩——右幅50号墩处跨径为33m，提升额定荷载为40t。白果树特大桥40t提升站结构示意图见图1
图1 提升站结构示意图
2.2 计算分析
2.2.1 相关参数
（1）提梁门吊计算跨度：Lp1=38m、Lp2=33m
（2）额定荷载：Pmax=40t
（3）材料力学性能：钢管柱、联结系及分配梁 σs=235MPa
六四军用梁 σs=345MPa
2.2.2 计算荷载
（1）自重荷载：PG=104t
（2）起升荷载：PQ=40t
（3）起升冲击系数：Φ1=1.05
（4）起升荷载动载系数：Φ2=1.02
（5）风荷载：q I=0.6qⅡ
q Ⅱ=150N/m2
q Ⅲ=500N/m2
风力系数：构架C1=1.6；32M预应力混凝土简支箱梁C2=1.2
风压高度变化系数Kh=1.5
结构的充实率：构架Φ1=0.3；32m预应力砼简支箱梁Φ1=1.0
挡风折减系数η=0.2
（6）动态试验荷载：P dt=1.1×40=44t
Φ6=（1+Φ2）/2=1.01
（7）静态试验荷载：Pst=1.25×40=50t
2.2.3 荷载组合
根据《起重机设计规范》GB/T 3811—2008，对提升站在各种施工条件下的荷载进行组合
组合Ⅰ：Φ1PG+Φ2PQ（定点起吊）
组合Ⅱ：Φ1PG+Φ2PQ+PWⅡ（定点起吊）
组合Ⅲa：PG+ P吊具+PWⅢ（非工作状态）
组合Ⅲb：Φ1PG+Φ6Pdt（动态试验）
组合Ⅲc：PG+Pst（静态试验）
2.2.4 构架强度检算
提升站构架的强度检算包括由军用梁组拼的主梁强度检算和钢管柱的强度检算。本文以Lp1=38m的主梁为算例，采用MIDAS建模计算，其他部位的计算不重复。
（1）安全系数和许用应力
各种工况下六四军用梁、型钢及钢管安全系数和许用应力见下表1。
表1 安全系数和许用应力
荷载组合类别 型钢及钢管 六四军用梁
安全系数（n） 许用应力（[σ]） 安全系数（n） 许用应力（[σ]）
组合Ⅰ 1.5 156Mpa 1.5 230Mpa
组合Ⅱ 1.33 176Mpa 1.33 259Mpa
组合Ⅲ 1.15 204Mpa 1.15 300Mpa
六四军用梁主要构件的杆件截面性质和容许承载能力见下表2。
表2 六四军用梁主要构件的杆件截面性质和容许承载能力汇总表
构件和杆件名称 截面性质 杆件容许承载力（t）
截面 截面面积（cm2） 折减系数
标准三角 弦杆 [16b 25.6 0.833 50
斜腹杆 [8 10.2 0.867 21
中竖杆 L50×5 4.8 0.594 10
端构架 端压杆 [10 12.7 0.884 27
斜拉杆 [10 12.7 27.5
斜压杆 [8 10.2 0.832 20.5
斜弦杆 [16a 22.0 50
撑杆 [16a 22.0 0.844 22.5
（2）Lp=38m主梁强度检算
组合Ⅰ状态下的计算内力
