南纪门桥钢梁提升站设计与验算

李刚

摘要：本文以重庆市轨道交通十号线南纪门长江轨道专用桥为背景，其北岸引桥为3×70m钢-砼结合连续梁，采用节段拼装后顶推架设。在高墩上设置提升站[1]，并结合钢梁顶推施工技术，有效解决了长江大桥建设中从水上运输钢梁架设的难题。

关键词：提升站 设计 有限元法

1  工程概况

重庆市轨道交通十号线南纪门长江大桥，将连接渝中区与南岸区，是十号线二期工程的关键控制性工程，位于十号线二期工程南滨路站～七星岗站区间，大桥全桥长1222.045m（含桥台范围）。主桥采用五跨高低塔双索面半漂浮体系斜拉桥，跨径布置为（34.5+180.5+）（34.5+180.5+480+215.5+94.5）m;引桥采用三跨等截面连续梁桥，跨径布置为（3×70）m。主桥及引桥主梁均采用钢箱叠合梁的形式，桥塔为门型桥塔形式。

2  钢梁提升站设计

依据桥梁所处的环境及位置，将钢梁提升站设在P5#墩顶，钢梁节段由提升站提升，提升高度达60m，悬拼后再往前顶推。提升站结构形式：钢梁提升站采用悬臂式，双支腿，双横梁结构，其前支点位于P5#墩的三角托架上，后锚点锚固在临时墩顶分配梁上，提升站设计额定吊重为225t，提升机构通过液压推拉杆实现纵横向移动，其中横向移动±20cm，纵向移动±50cm。

提升站大致分为四部分：三角托架，菱形桁架，大梁，后锚及提梁天车。①在墩子两侧设置三角托架，以支撑上部荷载，并将上部荷载传递给桥墩。三角托架下部支撑竖杆和斜杆与上部横梁采用销轴连接。②菱形桁架做为提升站的主要结构，其杆件全部采用钢管，连接着其他三个部分，支撑在三角托架上。③大梁采用贝雷梁，横向每5片组成一组，共2组。上部铺设分配梁，在分配梁上安装提升装置底座。④后锚采用φ32 PSB930精轧螺纹钢，单根预拉35t，两端带双螺帽，螺纹钢外侧做好防护工作。⑤提梁天车安装在提升装置底座上，主要由两台200T连续千斤顶和导缆架及卷筒组成。

3  提升站结构计算

进行结构计算考虑的荷载有：①提升站自重。②千斤顶、钢绞线导缆架及卷筒、钢绞线和吊具。③提升站提升荷载：起重千斤顶的额定起升荷载取值为225t，起升动荷载系数1.1。④提升站风荷载：工作风载及静载试验风荷载，提升站工作状态下计算风速20.5m/s;提升站静载试验时计算风速8.3m/s。⑤特殊荷载：非工作状态下计算风压取值514.9Pa ，静载试验荷载取281.25t。

采用MIDAS Civil 2015软件建立钢梁提升站空间计算模型，模型中的杆件均采用梁单元模拟，杆件尺寸及截面按设计图纸输入。

根据提升站使用情况，列出主要作业状况：

工况一：不考虑风荷载，提升钢梁;工况二：考虑风荷载，提升钢梁;工况三：不考虑风荷载，静载试验作业;工况四：非工作风荷载下，空载抗倾覆情况。根据大梁不同位置，分别考虑距前支点最近处10.25m和最远处11.25m两种情况。

3.1  强度计算结果

根据不同的计算工况分析，工况三大梁距离前支点11.25m时结构取得最大组合应力162.8MPa，工況三大梁距离前支点10.25m时结构取得最大剪应力70.8MPa，根据各工况计算结果分析，在表一中列出贝雷梁各杆件在各工况的计算结果

根据计算分析，提梁站的强度满足要求。

3.2  位移计算结果

提升站上部走道梁前端竖向位移为44.3mm，[44.3mm<1250×13250=53mm]，满足要求。贝雷梁竖向最大位移为84.2mm，在支点处的竖向位移为44.3mm，[84.2-44.3=39.9mm<1500×21000=42mm]，贝雷梁挠度满足要求。

提升站的刚度满足要求。

3.3  稳定性计算结果[2]

4  安全防护工作

由于待架钢梁从长江上运输，从长江上起梁，起吊高度达60米，施工时对安全性要求高，特别注意以下安全措施：

①提前观测天气情况，必须在风力小于6级时起吊，施工时遇大风等不利天气时应停止提升与架设;②提升站使用前，应进行试吊，在使用过程中严禁超负荷使用;③提升钢绞线等吊装工具每次使用前应进行外观检查，确保无破损等现象;④梁体在就位时应准确，当有偏差时应重新就位，不得使用撬棍等使梁体强制就位。⑤施工现场应统一指挥，明确各种信号、手势等含义，必要情况下各个作业点负责人应配备对讲机。

5  结语

依据施工现场的特点，钢梁由水上运输，在墩顶设置提升站，再顶推就位的施工方案有效降低了钢梁的转运距离和难度，加快了梁体架设速度，确保工期，节约工程造价，为同类型桥梁的架设提供了有益的借鉴。

参考文献：

[1]张文钊. 高墩提升站在预制箱梁架设中的应用[J]. 山西建筑， 2013（10）.

[2]中华人民共和国建设部.GB50017-2003 钢结构设计规范[S].北京：中华计划出版社，2003.