郑伟男
保利山东置业集团有限公司 山东省济南市 250000
摘要：清音大桥主塔设计为“人”字形构造，下塔柱合龙前，两侧塔柱产生向内侧的倾力，随着混凝土的浇筑，塔柱外侧拉应力增加，当此应力达到一定程度时会使塔柱混凝土产生裂缝，影响其使用功能。因此，在下塔柱合龙前，需进行有效支撑，以避免上述裂缝的发生，同时，亦可作为上塔柱合龙段的底模支撑体系。本文主要介绍索塔下塔柱支撑的受力计算及施工方法。
关键词：内支撑，弹性模量，螺旋管，横向偏移。
1.工程概况
清音大桥主桥为独塔斜拉桥，索塔采用异型索塔，横桥向呈“人”字形，顺桥向呈“Y”型，索塔总高106.55m，其中桥面以上高95.08m，混凝土标号为C50。索塔在立面上分为三部分，从基础底面到253.00高程为下塔柱，钢筋混凝土结构；253.00高程到292.35m 处为上塔柱，为钢砼组合结构；高程292.35m至309.05m为塔冠部分，钢筋混凝土结构。
2.下塔柱内支撑支架计算
下塔柱支架计算采用平面桥梁博士3.0平面的细杆单元，主塔结构计算共分45个单元、32个工况，主塔结构单元模型见图2-1。
2.1计算内容
1.各施工节段主塔内力计算；
2.各施工阶段下塔柱偏移及横向推力计算；
2.2初始计算参数：
承台：C30高性能混凝土，容重23.5KN/m³；
单元号为1-2，弹性模量3.0×104MPa。
下塔柱：C50高性能混凝土，容重26.0KN/m³；
单元号为3～29、39-40，弹性模量3.45×104MPa。
上塔柱：采用钢混结构，钢锚箱采用Q345qD，
混凝土采用C50高性能混凝土，容重26.0KN/m³；弹
性模量3.45×104MPa，单元号为30～38。
2.3.施工顺序及计算工况
计算工况见表2-1。
2.4.计算结果
在施工下塔柱时，分别在高程17.5m、24m、29.998m、34.996m和41.5m处进行了横向顶推，顶推力分别为3000 KN、2500 KN、2500 KN、2000 KN和1500KN，施工上部塔时同时拆除支撑杆。应用计算软件，根据计算结果，下部塔最大应力为7.7MPa，未出现拉应力情况；塔横向偏移基本为零。
2.5材料参数
该支撑采用φ630×10mm的螺旋钢管搭设。立杆采用φ630mm钢管，撑杆用φ630mm钢管作为主要支撑受力，钢板采用1000×1000×20mm钢板，通过爬锥固定在塔柱混凝土表面。在内侧用千斤顶施加顶力后，现场切配100mm，直径、壁厚8mm的无缝钢管支撑。为方便合龙段底模安装，最顶层用2I45b型工字钢作为横向内支撑杆。支撑布置图详见图2-2。
图2-1 结构计算模型
3.下塔柱支撑安装步骤及施工方法
3.1 施工流程
下塔柱支撑施工流程如“图3-1下塔柱支撑施工流程图”。
图2-2 下塔柱对撑布置图
图3-1 下塔柱支撑施工流程图
3.2 搭设临时支架
第一节立杆安装前，需搭设临时支架，作为立杆的临时支撑和焊接的操作平台。采用φ48×3mm的架管搭设。临时支架布置详见“图3-2临时支架布置图”。
图3-2临时支架布置图
临时支架先搭设6m，然后安装立杆，四根立杆和斜撑都吊装完成后，再加高临时支架至18m。在需要焊接横撑和斜撑的高度设施工平台，并满铺5cm厚木板。0#块施工完成后，在0#上搭设临时支架。
3.3 立杆安装
在P4墩扩大基础顶面测设各立杆位置，测量高程，将该处混凝土进行凿平处理，并用高标号砂浆抹平，平整度要求不大于2mm。将立杆下垫板围焊于钢管底面，并在纵横向焊接三角形钢板加劲肋。
吊装第一根钢管就位，利用支架将立杆临时固定。
吊装第二根立杆（第一根的对角位置），同样利用支架临时固定。
吊装第三根立杆，用横杆与前两根立杆连接。横杆和斜撑全部焊接完成后，吊装第四根立柱，并焊接横杆和斜撑。完成立杆安装。
第一层立杆高度为18m，可分两次吊装，第二、三层立杆高度均为12m，根据流程选择合适时间进行安装。立杆吊装时应采用两点起吊，避免拖拽和碰撞，安装时控制垂直度及焊接质量。
3.4 支撑杆安装
支撑杆采用φ630×10mm钢管，端部与固定在塔柱上的外垫板焊接。各内支撑杆按照自下而上的顺序进行安装。当每层支撑杆下横杆安装完成并且爬模爬升后，进行内支撑杆安装。安装方法如下：
（1）用预埋的爬锥将垫板固定在塔柱上，如图3-3示。
（2）在支架横杆上测设支撑杆位置，用三角形钢板焊接于支架纵横梁上，形成限位。
（3）吊装内支撑杆，平稳放置于限位以内，调整水平，使用限位钢带将其固定，如图3-4示。
（4）将钢管向塔身侧移动，使之与垫板密贴，并施满焊。
图3-3支撑杆与塔柱连接示意图
图3-4支撑杆限位示意图
3.5 顶推
支撑杆安装就位后施加顶力，单支撑杆施加顶力最大为1500kN，使用200T千斤顶施加顶力。通过油表控制顶力大小，通过安装在钢垫板上的应力传感器进行校核。
施加顶力完成后，按照内垫板间距加工内撑钢管，焊接在内垫板上，如图3-5所示。
图3-5内支撑钢管安装示意图
缓慢退顶，移出千斤顶，完成内支撑杆安装。
4.结束语
主塔施工是斜拉索桥梁的施工重点，亦是难点。科学、安全的解决下塔柱施工过程的对撑问题，对整个桥梁施工来说，具有极其重要的意义。借助软件计算受力情况，既准确又快速的得到计算结果，给施工作业提供了有力依据。在内撑支架安装过程中，严格按照规范要求进行安全防护，制定高空作业安全措施，保证安全、高效的完成施工作业。
论文作者:郑伟男
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/5
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