唐宏华(同济大学)
1、工程概况宁波市福明路(长寿路—兴宁路)二期工程Ⅲ标段设计起点为K1+312.13,终点为K1+732.13。主跨上跨宁波东站的位置处跨越甬台温铁路正线2条,到发线7条;跨越客车整备线5条,存车线7条;机待线2条共23股道及3个中间站台。
主桥采用主跨220m的双塔双索面斜拉桥,跨径布置55+45+220+45+55=420m。主梁采用混合主梁,其中两侧边跨各采用预应力砼箱梁,并伸入主跨9.4m,中跨197.2m范围内采用钢箱梁,主跨钢箱梁采用步履式同步顶推法施工,在主跨外侧布置钢箱梁拼装平台和2个临时墩,主跨范围内布置6个临时墩。
本工程钢箱梁跨度大。临时墩之间跨度大,主梁在顶推施工时,在一个循环的顶推完成以后,钢箱梁会周期性的呈现简支、悬臂状态。钢箱梁处在悬臂状态下主梁会产生负弯矩。负弯矩会随悬臂的增大而增大,危险性也会随之增大。为了保障施工的安全,如何解决主梁在顶推施工中悬臂引起的安全风险是作为顶推施工中的难点。通过考验调查,钢导梁的设计及应用成为解决问题的关键。
2钢导梁设计导梁全长40m,分成4节,第一节长8m,第二、三、节长均为10m,第四节长均为12m。导梁与钢箱梁、导梁节段之间采用高强螺栓连接。
导梁由钢板加工成工型,两工型截面中中间距10m,通过横向桁架连接。
由根部向前,第一、二节段上下翼缘板采用30mm钢板、腹板采用20mm钢板,第三、四节段上下翼缘板采用20mm钢板、腹板采用16mm钢板。
梁高由3.3m渐变至0.95m;钢导梁各节段腹板均设置竖向和纵向加劲肋,横向加劲肋板厚采用10、12mm两种,横向加劲肋间距2.0m左右,纵向加劲肋共设置上下两层,板厚采用12mm,距离翼缘板0.5m。整套导梁重约85t。
钢导梁底面加工成圆弧形,圆弧半径与钢箱梁成桥后竖曲线半径相同,导梁前端反坡的设计根据建模计算导梁到达L3#墩最大悬臂状态时导梁前端挠度(-153.8mm),加一定的富余量(146.2mm)进行设计。
顶推过程中需保证导梁到达临时墩横向两个墩顶时同时受力。钢导梁在工厂分单元制造并运输至工地,在工地进行拼装。钢导梁结构布置见下图。
5结论钢箱梁主梁在顶推前在端部架设钢导梁,钢导梁的应用一方面是减少了主梁的悬臂长度,从而大大降低了悬臂状态下的负弯矩的峰值;另一方面,引导主梁上墩,便于纠偏,确保施工精度及安全。
根据本工程顶推施工的实际情况,所采用的钢导梁设计和施工方案有效地保障了施工安全,并为以后相关同类工程提供了可靠的依据。