【文章內容簡介】 、隨著塔柱高度的增加，腳手架的搭設會更加麻煩，而且在風力的影響下，施工安全度也大大下降；(3)、施工中需要設置水平穩(wěn)定析架及塔吊、電梯附墻支架，這將與滿堂腳手架鋼管發(fā)生沖突，使其操作產生困難；(4)、滿堂支架屬于被動支架，它本身存在很大的彈性、非彈性變形，無法克服塔柱施工過程中自重和施工荷載引起的附加內力。由于以上原因，這種方法一般用于水平力小、不太高的下塔柱施工。第二種方法是采用橫向鋼管支撐。此方法，可用幾道直徑較大的橫向鋼管支撐作為主塔施工臨時撐桿。在塔柱施工過程中有一定分隔高度，與塔柱臨時固結在一起形成框架，增強塔柱施工過程中的橫橋向的穩(wěn)定性和安全性，保證結構的線形與應力滿足設計要求，且鋼管本身具有很好的橫向剛度，又能作為塔吊和電梯的附墻，同時在安裝橫向的鋼管橫撐時，可利用本身較大剛度和強度用千斤頂對塔柱內側施力變被動支撐為主動支撐，完全克服了塔柱施工過程中自重和施工荷載而引起的附加應力的積累。因17而采用橫撐是較為簡潔而又行之有效的方案。主動橫撐的設計包括橫撐支撐位置、主動力和橫撐結構的選定。 橫撐支撐位置確定的原則和方法由于塔柱根部混凝土截面應力控制是整個塔柱施工方案設計中的控制關鍵，應根據塔柱根部在懸臂澆注過程中自重、溫度、收縮徐變、支撐主動力、施工荷載作用下不產生裂縫(應留有安全儲備) 的最大懸臂高度再扣除一定的高度( 主要考慮爬模工作空間并結合塔吊和電梯附墻位置) 來確定橫撐位置。對于傾斜度較小的斜塔柱，則應綜合考慮施工中的穩(wěn)定性、安全性以及便利性，確定主動橫撐的位置。圖 31 橫撐計算圖示1)第一道橫撐位置確定(如圖 31)σ=M*y/JN/A≤R 1K (31)h=H△ (32)式中：σ：塔柱根部受拉邊緣混凝土的計算應力；18M：第一道橫撐施加前塔柱根部高度計算范圍 H 內的索塔自重和施工荷載在根部產生的彎矩；J：塔柱根部截面慣性矩；y：塔柱根部截面中性軸到受拉邊緣的距離：N：第一道橫撐施加前塔柱根部高度計算范圍 H 內的索塔自重和施工荷載在根部產生的軸力；A：塔柱根部截面面積；R1：澆注到 H 高度對塔柱根部混凝土預期標號的極限拉應力；K：安全系數；h：橫撐高度；△：扣除高度值。2)其他橫撐位置確定由于安裝好第一道橫撐后，其與懸臂狀態(tài)的塔柱構成一個框架。第一道橫撐上部新澆注塔柱的自重對第一道橫撐位置中塔柱混凝土截面的影響明顯，而對塔柱根部截面應力影響較小，因而，可以對第一道橫撐位置處塔柱混凝土截面進行應力控制以確定第二道橫撐的位置高度。依此類推，確定其他橫撐的位置，自至塔柱澆注完畢。針對武漢市黃浦大街金橋大道快速通道跨京廣鐵路斜拉橋索塔，按照以上原則，同時考慮中塔柱施工時的穩(wěn)定性，在中塔柱設置 6 道主動水平橫撐。設置位置分別為：，， ，(此為實際高程值)。結構的橫橋向控制拉應力按 ，壓應力按 MPa。如圖 32 所示。19圖 32 所示 水平橫撐主動力的確定方法橫撐位置確定以后，主動施力的大小成為控制施工過程應力的關鍵，力小達不到預期的效果，力大則過猶不及，甚至會影響塔柱整體線形，因此水平撐力太大太小都難以保證控制口標的實現。一般對變形和內力進行雙控，在滿足塔柱各截面受力要求的同時確保塔柱線形，以設計單位提供的理想狀態(tài)下成塔(在施工過程中不產生不利施工附加內力) 的內力為參照，20保證塔柱完成后塔柱內力與其盡可能接近。迭代法計算方法： （1）施工加載順序分階段計算自至成塔全過程；（2）根據計劃工期對應施工階段計算區(qū)間溫差的影響；（3）對應加載階段計算橫撐加壓荷載，計算中先按施加單位力(177。1000kN)計算；（4）計算從工往下逐道拆除橫撐，先按施加單位力(177。1000kN)代替解除約束來計算；（5）根據（3）的計算結果，分析以不同的壓力試算，即在單位力影響矩陣上加載；（6）根據⑤的計算結果與（1） 、 （2）的計算結果疊加，由此得出成塔時橫撐端的軸力；（7）將（6）計算得到的橫撐軸力與（4）的計算結合，解出各橫撐在拆除過程中的兩端軸力，并由此計算出拆除橫撐時塔柱各節(jié)點的內力；（8）將（6）和（7）的計算結果疊加，即得最終成塔時的內力；（9）所得最終結果再按施工加載順序復算一遍，加工風荷載等臨時荷載進行復核；在武漢市黃浦大街金橋大道快速通道跨京廣鐵路斜拉橋索塔模型中，先按照 1000kN 的水平力進行四個橫撐的水平力施加。、荷載（1） 結構自重結構自重包括鋼筋混凝土自重、爬模結構自重及臨時施工荷載。21主塔塔柱鋼筋混凝土容重為 。??爬模結構自重及臨時施工荷載：70t/ 單側塔柱；（2） 溫度荷載按不考慮溫度荷載、升溫 20℃、降溫 20℃三種情況下分別計算塔柱及橫撐受力?！。?）預應力荷載中橫梁與上橫梁施工均需預應力張拉，預應力束均采用 高強低松弛鋼絞線，其公稱抗拉強度 f=1860MPa,彈性模量 E=195GPa。上橫梁與下橫梁預應力束錨下控制應力 。??（4） 風荷載金橋大道跨京廣鐵路斜拉橋處于城市市區(qū)，風荷載對橫撐及塔柱受力影響較小，計算不考慮其參與荷載組合。、結構設計計算采用 MIDAS 軟件進行施工階段分析計算，其中中塔柱施工第一道橫撐計算主動對頂力為 251t，單個千斤頂對頂力為 ；第二道橫撐計算主動對頂力為 92t,單個千斤頂對頂力為 23t，第三道橫撐計算主動對頂力為131t,單個千斤頂對頂力為 。其中上塔柱施工第一道橫撐設計施工初始對頂力為 100t，單個千斤頂對頂力為 25t；上塔柱第二道橫撐設計施工初始對頂力為 98t,單個千斤頂對頂力為 ；上塔柱第三道橫撐設計施工初始對頂力為 84t,單個千斤頂對頂力為 21t。表 31 施工階段分析計算工況表22工況一 爬模施工完第 7 節(jié)段混凝土工況二 在第 7 節(jié)段頂安裝中塔柱第一道橫撐，并施加頂力 251t工況三 爬模施工完成第 8 和第 9 節(jié)段混凝土工況四 在第 9 節(jié)段頂安裝中塔柱第二道橫撐，并施加頂力 92t工況五 爬模施工完成第 11 節(jié)段工況六 安裝中塔柱第三道橫撐，并施加頂力 131t工況七 爬模施工完成第 113 節(jié)段工況八 安裝上塔柱第一道橫撐，并施加頂力 100t工況九 爬模繼續(xù)施工 14 節(jié)段混凝土工況十 施工中橫梁工況十一 張拉中橫梁預應力鋼筋工況十二 爬模施工完成第 115 節(jié)段工況十三 安裝上塔柱第二道橫撐，并施加頂力 98t工況十四 爬模施工完成第 117 節(jié)段工況十五 安裝上塔柱第三道橫撐，并施加頂力 84t工況十六 爬模施工完成第 119 節(jié)段施工各階段圖見下圖所示(A1～G2 為整個塔柱施工應力控制點即最不利截面的上邊緣與下邊緣對應點）： 工況一 工況二 工況三 工況四A1 A2B1 B223 工況五 工況六 工況七 工況八 工況九 工況十（張拉預應力）D1 D2C1 C224 工況十一 工況十二 工況十三 工況十四 E1 E2F1 F2G1 G225工況十五 工況十六 鋼管橫撐未考慮溫度荷載作用各階段的混凝土控制點應力值通過整理，見下表所示：表 32 各工況下塔柱控制點應力表塔柱控制點的混凝土應力(MPa) 項目工況 Ａ1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2 E1 E2 F1 F2 G1 G2工況一 + —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——工況二 + —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——工況三 + + —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——工況四 + —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——工況五 + + —— —— —— —— —— —— —— ——工況六 + —— —— —— —— —— —— —— ——工況七 + —— —— —— —— —— ——工況八 + + —— —— —— —— —— ——工況九 + —— —— —— —— —— ——工況十 + —— —— —— —— —— ——工況十一 —— —— —— —— —— ——工況十二 + —— —— —— ——工況十三 + —— —— —— ——工況十四 + + —— ——工況十五 + + —— ——工況十六 0 + + 表中“+”為拉應力， “”為壓應力。表 33 各工況下塔柱頂部位移及鋼管內力表水平位移（mm） 中塔柱橫撐單根鋼管壓力(t) 上塔柱橫撐單根鋼管壓力(t) 項目工況 塔柱頂端 橫撐 1 橫撐 2 橫撐 3 橫撐 1 橫撐 2 橫撐 3工況一 + —— —— —— —— —— ——工況二 —— —— —— —— ——工況三 + —— —— —— —— ——工況四 + —— —— —— ——工況五 + —— —— —— ——工況六 + —— —— ——工況七 + —— —— ——工況八 + —— ——工況九 + —— ——工況十 + —— ——工況十一 + —— ——工況十二 + —— ——26工況十三 + ——工況十四 + ——工況十五 + 工況十六 + 表中“+”表示塔柱頂端位移向內傾斜， “”為塔柱頂端位移向外傾斜，對于鋼管受力“+”鋼管受拉， “”表示鋼管受壓。主塔柱混凝土受壓應力最大值為 ，受拉應力最大值為；橫撐單根鋼管最大軸向壓力為 （每道橫撐包括兩根鋼管） 。由上述計算結果可知：主塔通過橫撐作用，位移明顯減小，至中橫梁準備澆筑合龍時，塔柱頂端單側向內傾斜為 ；至上橫梁準備澆筑合龍時，塔柱頂端單側向內傾斜為 ；滿足施工要求。主塔線形如下圖所示。 27圖 33 中橫梁準備澆注合龍時的塔柱位移圖（mm）28圖 34 上橫梁準備澆注合龍時的塔柱位移圖（mm ）鋼管橫撐考慮溫度荷載作用⑴、當實際溫度與鋼管橫撐初始安裝溫度有差別時，鋼管橫撐將產生29溫度荷載，且溫度荷載作用對主塔及鋼管受力影響較大。當鋼管橫撐實際溫度與初始安裝溫度相比，升溫 20℃時，考慮塔柱混凝土體積較大，受溫度影響較小，計算假定塔柱溫度不變，考慮鋼管橫撐升溫對塔柱的影響。主塔應力、變形及鋼管橫撐內力如下表所示：表 34 升溫 20℃后各工況塔柱控制點的應力塔柱控制點的混凝土應力(MPa)項