臨時索結(jié)合柔性墩在頂推施工中的應(yīng)用

夏邦軍

【摘 要】 福州鼓山大橋為主跨235m自錨式懸索橋，采用頂推施工，頂推跨度為75m，臨時墩自由高度約為45m，臨時墩剛度較小，通過對臨時墩與主墩間合理設(shè)置不同結(jié)構(gòu)臨時索結(jié)構(gòu)的研究，研究表明：臨時索對增加臨時墩剛度的作用明顯，能保證鋼梁頂推時臨時墩的受力要求，闡述了頂推過程中常用見的問題，并總結(jié)了解決常見問題的方法。

【關(guān)鍵詞】 自錨式懸索橋 頂推施工 柔性墩 臨時索 常見問題 處理措施

1 概況

福州鼓山大橋跨越閩江，南接福州二環(huán)路，北聯(lián)機(jī)場高速公路二期工程，作為福州市重要的交通樞紐，主橋設(shè)計為獨塔雙索面自錨式懸索橋，跨度組成為：50+150+235+35=470m，主橋的上部梁體主要采用371.5m鋼箱梁（頂推長度），鋼箱梁橋梁中線處梁高3.5m，設(shè)2%的橋面橫坡，鋼箱梁頂總寬達(dá)42m，呈封閉式箱形截面，兩側(cè)外挑人行道各寬4.5m（3.5m后安裝），錨固段為混凝土箱梁。橋梁位移位于7500m半徑的豎曲線上，靠近北岸側(cè)接2.05%的縱坡。兩吊索在鋼箱梁上橫向間距是34m，縱向索距7.0m，因此鋼箱梁的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長度也是7.0m。全橋共分53個鋼箱節(jié)段，包括S20（長7.8m，塊段重量218.5t）、S19～S2（邊跨標(biāo)準(zhǔn)段，塊段重量122.9t）、S1、S0、M1～M31（中跨標(biāo)準(zhǔn)段，塊段重量122.9t）、M32（長11.8m，塊段總重量295.6t，M32-1重量為56.57t，M32-2重量為214t）。橋式布置圖見圖1。

2 施工方案制定

2.1 臨時墩布置

福州鼓山大橋主橋跨越閩江，位于規(guī)劃主航道上，閩江江面寬1000m，規(guī)劃主航道寬500米，河床面標(biāo)高-7.0m，梁底標(biāo)高+34.866m，設(shè)計采用連續(xù)千斤頂[1]頂推法施工[2]，航道管理部門要求施工時通航凈寬不小于60m，根據(jù)鋼梁的截面特性及現(xiàn)場實際施工條件，頂推時在1#～3#主墩間布置4個臨時墩，臨時墩均分為上、下游兩部分，整個頂推系統(tǒng)跨徑布置從北向南為：85m（北側(cè)27.25m寬鋼箱梁提升通道、拼裝平臺24m、南側(cè)32.65m）+75m（臨時墩1與2之間）+75m（2#臨時墩與2#主塔墩間）+75m（2#主塔墩與3#臨時墩之間）+62.5m（臨時墩3#、4#之間）+12.5m（4#臨時墩與1#邊墩之間）詳見臨時墩總體布置圖2，根據(jù)鋼梁頂推流程，計算得鋼梁頂推時L1#～L4#臨時墩最大受力工況時橫橋向單側(cè)反力N結(jié)果見表1，臨時墩受力最大為2#臨時墩，最大豎向力1494t。

2.2 臨時墩結(jié)構(gòu)形式

臨時墩基礎(chǔ)一般采用擴(kuò)大基礎(chǔ)、打入樁基礎(chǔ)及鉆孔樁基礎(chǔ)，臨時墩對稱于橋中線設(shè)置，中心間距15.6m。L1#、L2#臨時墩位于主河槽，水深約13m，L3#、L4#臨時墩位于灘地，地質(zhì)均為中、細(xì)砂，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)、水文、機(jī)械、材料及受力特點通過方案比選，L1#、L2#臨時墩采用10根1.0m鋼管柱打入樁基礎(chǔ)，L3#臨時墩6根采用1.0m鋼管柱+1.2m鉆孔樁基礎(chǔ)，L4#臨時墩采用4根0.8m鋼管柱+擴(kuò)大基礎(chǔ)。臨時墩結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖3。

3 臨時墩結(jié)構(gòu)受力計算及分析

鋼梁頂推時采用在臨時墩上設(shè)置縱向水平連續(xù)千斤頂多點同步頂推，理論上每個臨時墩上施加的頂推力與對應(yīng)的臨時墩的豎向反力（N）×摩擦系數(shù)（μ=0.05），此時臨時墩承受的縱、橫橋向水平力為0，由于施工時存在一定的不確定因素（頂推力與理論值出現(xiàn)差異，千斤頂同步系統(tǒng)出現(xiàn)故障，摩擦系數(shù)理論值與實際有差異、個別滑道損壞及千斤頂故障退出工作等），在最不利情況下將導(dǎo)致臨時墩承受較大的縱橋向水平力[3]F縱=N×μ，橫橋向水平力F橫=F縱×D/L（D為臨時墩中心線距橋中心距離，L為臨時墩距旋轉(zhuǎn)中心距離），在進(jìn)行臨時墩設(shè)計時必須考慮此工況下臨時墩的受力，保證結(jié)構(gòu)的安全。

3.1 臨時墩受力計算

計算采用MIDASCIVIL2010進(jìn)行空間計算，分析臨時索對臨時墩的影響，荷載考慮自重產(chǎn)生的豎向力N及縱橋向摩擦力F縱及由頂推兩側(cè)不平衡頂推力產(chǎn)生的橫橋向作用力F橫。

（1）根據(jù)臨時墩結(jié)構(gòu)，分別建立各臨時墩獨立模型進(jìn)行計算，在頂推過程中鋼管柱最大受力計算結(jié)果如表2：

（2）為了減小鋼管柱柱底反力、鋼管柱應(yīng)力及變形，采取在臨時墩與主墩間設(shè)置一定初拉力的水平拉索，將臨時墩與主墩連接成整體，以達(dá)到減小臨時墩鋼管柱受力的目的，為合理設(shè)置臨時索，現(xiàn)將索結(jié)構(gòu)分為3種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行計算分析，單側(cè)臨時墩索結(jié)構(gòu)形式見表3，其中S2～S5為水平臨時索，S1、S6為斜向臨時索，拉索初張拉時，需保證墩頂縱橋向位移為0，斜拉臨時索索力水平分量與水平臨時索相同。

根據(jù)臨時墩結(jié)構(gòu)建立臨時墩整體模型，通過索結(jié)構(gòu)將臨時墩連接成整體，索結(jié)構(gòu)兩端錨固于主體結(jié)構(gòu)或臨時墩分配梁上，按設(shè)計要求對索進(jìn)行初張拉，根據(jù)施工流程中各墩出現(xiàn)的最大反力情況，進(jìn)行計算，計算結(jié)果如表4。

3.2 臨時墩受力分析

由表2及表3的計算結(jié)果分析可知，在設(shè)置臨時索的情況下，臨時墩受力明顯好轉(zhuǎn)，在三種不同的索結(jié)構(gòu)作用中，鋼管柱柱底的最大反力平均降低約23%，最大應(yīng)力平均降低約37%，縱向位移量平均降低約53%，但橫向向位移量變化不大，僅僅平均降低4%，但具體到每個臨時墩時，由于臨時墩剛度不同，臨時索對臨時墩的影響差異較大，在相同的索結(jié)構(gòu)中，臨時墩剛度越大，索結(jié)構(gòu)對臨時墩的影響相對越小，但在臨時墩結(jié)構(gòu)及索有效面積相同的情況下，增加索的初拉力對臨時墩的影響變化不大，在臨時墩結(jié)構(gòu)及索初拉力相同的情況下，減小索的有效面積對臨時墩的影響變化相對較大，面積越小，對臨時墩的有利影響越小。故而在設(shè)計柔性臨時墩結(jié)合臨時索在頂推中施工時，需通過試算，確定臨時索的面積及初拉力，以發(fā)揮設(shè)置臨時索的最大作用，縱橋向臨時索對臨時墩橫橋向影響較小，設(shè)計臨時墩時需將兩組臨時墩連接成整體，增加臨時墩整體剛度。

3.3 實施效果及分析

鼓山大橋再頂推的過程中實施了全橋臨時的監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容主要為臨時墩剛管柱的壓力及樁頂變形量，監(jiān)控結(jié)果如表5所示。

通過監(jiān)測結(jié)果與理論計算的對比，可以看出，頂推時的臨時墩結(jié)構(gòu)受力均包含在最不利計算工況內(nèi)，結(jié)構(gòu)比較安全，監(jiān)測結(jié)果較計算結(jié)果較有利的原因在于：實際頂推過程中未發(fā)生千斤頂突然失靈，滑道突然卡死的極端情況，并采取了控制頂推力偏差的范圍。

3.4 常見問題及處理措施

由于頂推鋼梁較重，頂推長度長，在實際的施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)滑動面局部損壞；頂推時的實際頂推力均大于理論值；鋼梁在頂推過程中橫向偏位的情況。對于經(jīng)常出現(xiàn)的問題，項目設(shè)計時預(yù)先采取了應(yīng)對方案在施工中采取了控制措施，在頂推過程中各千斤頂同步頂推，密切關(guān)注各臺頂推千斤頂?shù)睦χ?，?dāng)拉力值較設(shè)計值偏大10%時必須停止頂推，檢查處理，當(dāng)滑道輕微損害時，待滑板退出工作后更換，當(dāng)滑道嚴(yán)重?fù)p壞時，停止頂推，起頂鋼梁更換滑板，為防止鋼梁頂推過程中的橫橋向偏位，在臨時墩及主墩上設(shè)置了橫向限位裝置，橫行限位裝置與鋼梁間預(yù)留1cm空隙，但出現(xiàn)橫行偏位時，調(diào)整橫橋向兩側(cè)頂推力，逐步糾偏，采取以上措施保證了大臨結(jié)構(gòu)的安全。

4 結(jié)論

在施工中臨時支墩為常用結(jié)構(gòu)，當(dāng)臨時墩高度超過25m時，水平力對臨時墩的受力影響直觀重要，提高臨時墩承載力的方法常為增大柱的截面，但對于高墩，此方法投入較大，經(jīng)濟(jì)性較差，本文采用設(shè)置臨時索的方法有效克服了水平力對臨時墩的影響，增加的臨時索結(jié)構(gòu)較增加柱截面方案大大節(jié)省施工投入，隨著福州鼓山大橋的頂推完成，臨時墩的應(yīng)力及變形均控制在設(shè)計范圍內(nèi)，這標(biāo)志著臨時索的設(shè)置起到了非常重要的作用，為以后的臨時墩采用柔性墩的頂推施工提供了非常保貴的經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋福堂，謝永紅，韋勇生.YDCLD自動連續(xù)頂推系統(tǒng)在頂推施工中的應(yīng)用，公路，2001.2.

[2]JTGTF50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.

[3]董啟軍.連續(xù)鋼箱梁頂推施工，施工技術(shù)，2005.5.endprint

【摘 要】 福州鼓山大橋為主跨235m自錨式懸索橋，采用頂推施工，頂推跨度為75m，臨時墩自由高度約為45m，臨時墩剛度較小，通過對臨時墩與主墩間合理設(shè)置不同結(jié)構(gòu)臨時索結(jié)構(gòu)的研究，研究表明：臨時索對增加臨時墩剛度的作用明顯，能保證鋼梁頂推時臨時墩的受力要求，闡述了頂推過程中常用見的問題，并總結(jié)了解決常見問題的方法。

【關(guān)鍵詞】 自錨式懸索橋 頂推施工 柔性墩 臨時索 常見問題 處理措施

1 概況

福州鼓山大橋跨越閩江，南接福州二環(huán)路，北聯(lián)機(jī)場高速公路二期工程，作為福州市重要的交通樞紐，主橋設(shè)計為獨塔雙索面自錨式懸索橋，跨度組成為：50+150+235+35=470m，主橋的上部梁體主要采用371.5m鋼箱梁（頂推長度），鋼箱梁橋梁中線處梁高3.5m，設(shè)2%的橋面橫坡，鋼箱梁頂總寬達(dá)42m，呈封閉式箱形截面，兩側(cè)外挑人行道各寬4.5m（3.5m后安裝），錨固段為混凝土箱梁。橋梁位移位于7500m半徑的豎曲線上，靠近北岸側(cè)接2.05%的縱坡。兩吊索在鋼箱梁上橫向間距是34m，縱向索距7.0m，因此鋼箱梁的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長度也是7.0m。全橋共分53個鋼箱節(jié)段，包括S20（長7.8m，塊段重量218.5t）、S19～S2（邊跨標(biāo)準(zhǔn)段，塊段重量122.9t）、S1、S0、M1～M31（中跨標(biāo)準(zhǔn)段，塊段重量122.9t）、M32（長11.8m，塊段總重量295.6t，M32-1重量為56.57t，M32-2重量為214t）。橋式布置圖見圖1。

2 施工方案制定

2.1 臨時墩布置

福州鼓山大橋主橋跨越閩江，位于規(guī)劃主航道上，閩江江面寬1000m，規(guī)劃主航道寬500米，河床面標(biāo)高-7.0m，梁底標(biāo)高+34.866m，設(shè)計采用連續(xù)千斤頂[1]頂推法施工[2]，航道管理部門要求施工時通航凈寬不小于60m，根據(jù)鋼梁的截面特性及現(xiàn)場實際施工條件，頂推時在1#～3#主墩間布置4個臨時墩，臨時墩均分為上、下游兩部分，整個頂推系統(tǒng)跨徑布置從北向南為：85m（北側(cè)27.25m寬鋼箱梁提升通道、拼裝平臺24m、南側(cè)32.65m）+75m（臨時墩1與2之間）+75m（2#臨時墩與2#主塔墩間）+75m（2#主塔墩與3#臨時墩之間）+62.5m（臨時墩3#、4#之間）+12.5m（4#臨時墩與1#邊墩之間）詳見臨時墩總體布置圖2，根據(jù)鋼梁頂推流程，計算得鋼梁頂推時L1#～L4#臨時墩最大受力工況時橫橋向單側(cè)反力N結(jié)果見表1，臨時墩受力最大為2#臨時墩，最大豎向力1494t。

2.2 臨時墩結(jié)構(gòu)形式

臨時墩基礎(chǔ)一般采用擴(kuò)大基礎(chǔ)、打入樁基礎(chǔ)及鉆孔樁基礎(chǔ)，臨時墩對稱于橋中線設(shè)置，中心間距15.6m。L1#、L2#臨時墩位于主河槽，水深約13m，L3#、L4#臨時墩位于灘地，地質(zhì)均為中、細(xì)砂，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)、水文、機(jī)械、材料及受力特點通過方案比選，L1#、L2#臨時墩采用10根1.0m鋼管柱打入樁基礎(chǔ)，L3#臨時墩6根采用1.0m鋼管柱+1.2m鉆孔樁基礎(chǔ)，L4#臨時墩采用4根0.8m鋼管柱+擴(kuò)大基礎(chǔ)。臨時墩結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖3。

3 臨時墩結(jié)構(gòu)受力計算及分析

鋼梁頂推時采用在臨時墩上設(shè)置縱向水平連續(xù)千斤頂多點同步頂推，理論上每個臨時墩上施加的頂推力與對應(yīng)的臨時墩的豎向反力（N）×摩擦系數(shù)（μ=0.05），此時臨時墩承受的縱、橫橋向水平力為0，由于施工時存在一定的不確定因素（頂推力與理論值出現(xiàn)差異，千斤頂同步系統(tǒng)出現(xiàn)故障，摩擦系數(shù)理論值與實際有差異、個別滑道損壞及千斤頂故障退出工作等），在最不利情況下將導(dǎo)致臨時墩承受較大的縱橋向水平力[3]F縱=N×μ，橫橋向水平力F橫=F縱×D/L（D為臨時墩中心線距橋中心距離，L為臨時墩距旋轉(zhuǎn)中心距離），在進(jìn)行臨時墩設(shè)計時必須考慮此工況下臨時墩的受力，保證結(jié)構(gòu)的安全。

3.1 臨時墩受力計算

計算采用MIDASCIVIL2010進(jìn)行空間計算，分析臨時索對臨時墩的影響，荷載考慮自重產(chǎn)生的豎向力N及縱橋向摩擦力F縱及由頂推兩側(cè)不平衡頂推力產(chǎn)生的橫橋向作用力F橫。

（1）根據(jù)臨時墩結(jié)構(gòu)，分別建立各臨時墩獨立模型進(jìn)行計算，在頂推過程中鋼管柱最大受力計算結(jié)果如表2：

（2）為了減小鋼管柱柱底反力、鋼管柱應(yīng)力及變形，采取在臨時墩與主墩間設(shè)置一定初拉力的水平拉索，將臨時墩與主墩連接成整體，以達(dá)到減小臨時墩鋼管柱受力的目的，為合理設(shè)置臨時索，現(xiàn)將索結(jié)構(gòu)分為3種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行計算分析，單側(cè)臨時墩索結(jié)構(gòu)形式見表3，其中S2～S5為水平臨時索，S1、S6為斜向臨時索，拉索初張拉時，需保證墩頂縱橋向位移為0，斜拉臨時索索力水平分量與水平臨時索相同。

根據(jù)臨時墩結(jié)構(gòu)建立臨時墩整體模型，通過索結(jié)構(gòu)將臨時墩連接成整體，索結(jié)構(gòu)兩端錨固于主體結(jié)構(gòu)或臨時墩分配梁上，按設(shè)計要求對索進(jìn)行初張拉，根據(jù)施工流程中各墩出現(xiàn)的最大反力情況，進(jìn)行計算，計算結(jié)果如表4。

3.2 臨時墩受力分析

由表2及表3的計算結(jié)果分析可知，在設(shè)置臨時索的情況下，臨時墩受力明顯好轉(zhuǎn)，在三種不同的索結(jié)構(gòu)作用中，鋼管柱柱底的最大反力平均降低約23%，最大應(yīng)力平均降低約37%，縱向位移量平均降低約53%，但橫向向位移量變化不大，僅僅平均降低4%，但具體到每個臨時墩時，由于臨時墩剛度不同，臨時索對臨時墩的影響差異較大，在相同的索結(jié)構(gòu)中，臨時墩剛度越大，索結(jié)構(gòu)對臨時墩的影響相對越小，但在臨時墩結(jié)構(gòu)及索有效面積相同的情況下，增加索的初拉力對臨時墩的影響變化不大，在臨時墩結(jié)構(gòu)及索初拉力相同的情況下，減小索的有效面積對臨時墩的影響變化相對較大，面積越小，對臨時墩的有利影響越小。故而在設(shè)計柔性臨時墩結(jié)合臨時索在頂推中施工時，需通過試算，確定臨時索的面積及初拉力，以發(fā)揮設(shè)置臨時索的最大作用，縱橋向臨時索對臨時墩橫橋向影響較小，設(shè)計臨時墩時需將兩組臨時墩連接成整體，增加臨時墩整體剛度。

3.3 實施效果及分析

鼓山大橋再頂推的過程中實施了全橋臨時的監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容主要為臨時墩剛管柱的壓力及樁頂變形量，監(jiān)控結(jié)果如表5所示。

通過監(jiān)測結(jié)果與理論計算的對比，可以看出，頂推時的臨時墩結(jié)構(gòu)受力均包含在最不利計算工況內(nèi)，結(jié)構(gòu)比較安全，監(jiān)測結(jié)果較計算結(jié)果較有利的原因在于：實際頂推過程中未發(fā)生千斤頂突然失靈，滑道突然卡死的極端情況，并采取了控制頂推力偏差的范圍。

3.4 常見問題及處理措施

由于頂推鋼梁較重，頂推長度長，在實際的施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)滑動面局部損壞；頂推時的實際頂推力均大于理論值；鋼梁在頂推過程中橫向偏位的情況。對于經(jīng)常出現(xiàn)的問題，項目設(shè)計時預(yù)先采取了應(yīng)對方案在施工中采取了控制措施，在頂推過程中各千斤頂同步頂推，密切關(guān)注各臺頂推千斤頂?shù)睦χ?，?dāng)拉力值較設(shè)計值偏大10%時必須停止頂推，檢查處理，當(dāng)滑道輕微損害時，待滑板退出工作后更換，當(dāng)滑道嚴(yán)重?fù)p壞時，停止頂推，起頂鋼梁更換滑板，為防止鋼梁頂推過程中的橫橋向偏位，在臨時墩及主墩上設(shè)置了橫向限位裝置，橫行限位裝置與鋼梁間預(yù)留1cm空隙，但出現(xiàn)橫行偏位時，調(diào)整橫橋向兩側(cè)頂推力，逐步糾偏，采取以上措施保證了大臨結(jié)構(gòu)的安全。

4 結(jié)論

在施工中臨時支墩為常用結(jié)構(gòu)，當(dāng)臨時墩高度超過25m時，水平力對臨時墩的受力影響直觀重要，提高臨時墩承載力的方法常為增大柱的截面，但對于高墩，此方法投入較大，經(jīng)濟(jì)性較差，本文采用設(shè)置臨時索的方法有效克服了水平力對臨時墩的影響，增加的臨時索結(jié)構(gòu)較增加柱截面方案大大節(jié)省施工投入，隨著福州鼓山大橋的頂推完成，臨時墩的應(yīng)力及變形均控制在設(shè)計范圍內(nèi)，這標(biāo)志著臨時索的設(shè)置起到了非常重要的作用，為以后的臨時墩采用柔性墩的頂推施工提供了非常保貴的經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋福堂，謝永紅，韋勇生.YDCLD自動連續(xù)頂推系統(tǒng)在頂推施工中的應(yīng)用，公路，2001.2.

[2]JTGTF50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.

[3]董啟軍.連續(xù)鋼箱梁頂推施工，施工技術(shù)，2005.5.endprint

【摘 要】 福州鼓山大橋為主跨235m自錨式懸索橋，采用頂推施工，頂推跨度為75m，臨時墩自由高度約為45m，臨時墩剛度較小，通過對臨時墩與主墩間合理設(shè)置不同結(jié)構(gòu)臨時索結(jié)構(gòu)的研究，研究表明：臨時索對增加臨時墩剛度的作用明顯，能保證鋼梁頂推時臨時墩的受力要求，闡述了頂推過程中常用見的問題，并總結(jié)了解決常見問題的方法。

【關(guān)鍵詞】 自錨式懸索橋 頂推施工 柔性墩 臨時索 常見問題 處理措施

1 概況

福州鼓山大橋跨越閩江，南接福州二環(huán)路，北聯(lián)機(jī)場高速公路二期工程，作為福州市重要的交通樞紐，主橋設(shè)計為獨塔雙索面自錨式懸索橋，跨度組成為：50+150+235+35=470m，主橋的上部梁體主要采用371.5m鋼箱梁（頂推長度），鋼箱梁橋梁中線處梁高3.5m，設(shè)2%的橋面橫坡，鋼箱梁頂總寬達(dá)42m，呈封閉式箱形截面，兩側(cè)外挑人行道各寬4.5m（3.5m后安裝），錨固段為混凝土箱梁。橋梁位移位于7500m半徑的豎曲線上，靠近北岸側(cè)接2.05%的縱坡。兩吊索在鋼箱梁上橫向間距是34m，縱向索距7.0m，因此鋼箱梁的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長度也是7.0m。全橋共分53個鋼箱節(jié)段，包括S20（長7.8m，塊段重量218.5t）、S19～S2（邊跨標(biāo)準(zhǔn)段，塊段重量122.9t）、S1、S0、M1～M31（中跨標(biāo)準(zhǔn)段，塊段重量122.9t）、M32（長11.8m，塊段總重量295.6t，M32-1重量為56.57t，M32-2重量為214t）。橋式布置圖見圖1。

2 施工方案制定

2.1 臨時墩布置

福州鼓山大橋主橋跨越閩江，位于規(guī)劃主航道上，閩江江面寬1000m，規(guī)劃主航道寬500米，河床面標(biāo)高-7.0m，梁底標(biāo)高+34.866m，設(shè)計采用連續(xù)千斤頂[1]頂推法施工[2]，航道管理部門要求施工時通航凈寬不小于60m，根據(jù)鋼梁的截面特性及現(xiàn)場實際施工條件，頂推時在1#～3#主墩間布置4個臨時墩，臨時墩均分為上、下游兩部分，整個頂推系統(tǒng)跨徑布置從北向南為：85m（北側(cè)27.25m寬鋼箱梁提升通道、拼裝平臺24m、南側(cè)32.65m）+75m（臨時墩1與2之間）+75m（2#臨時墩與2#主塔墩間）+75m（2#主塔墩與3#臨時墩之間）+62.5m（臨時墩3#、4#之間）+12.5m（4#臨時墩與1#邊墩之間）詳見臨時墩總體布置圖2，根據(jù)鋼梁頂推流程，計算得鋼梁頂推時L1#～L4#臨時墩最大受力工況時橫橋向單側(cè)反力N結(jié)果見表1，臨時墩受力最大為2#臨時墩，最大豎向力1494t。

2.2 臨時墩結(jié)構(gòu)形式

臨時墩基礎(chǔ)一般采用擴(kuò)大基礎(chǔ)、打入樁基礎(chǔ)及鉆孔樁基礎(chǔ)，臨時墩對稱于橋中線設(shè)置，中心間距15.6m。L1#、L2#臨時墩位于主河槽，水深約13m，L3#、L4#臨時墩位于灘地，地質(zhì)均為中、細(xì)砂，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)、水文、機(jī)械、材料及受力特點通過方案比選，L1#、L2#臨時墩采用10根1.0m鋼管柱打入樁基礎(chǔ)，L3#臨時墩6根采用1.0m鋼管柱+1.2m鉆孔樁基礎(chǔ)，L4#臨時墩采用4根0.8m鋼管柱+擴(kuò)大基礎(chǔ)。臨時墩結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖3。

3 臨時墩結(jié)構(gòu)受力計算及分析

鋼梁頂推時采用在臨時墩上設(shè)置縱向水平連續(xù)千斤頂多點同步頂推，理論上每個臨時墩上施加的頂推力與對應(yīng)的臨時墩的豎向反力（N）×摩擦系數(shù)（μ=0.05），此時臨時墩承受的縱、橫橋向水平力為0，由于施工時存在一定的不確定因素（頂推力與理論值出現(xiàn)差異，千斤頂同步系統(tǒng)出現(xiàn)故障，摩擦系數(shù)理論值與實際有差異、個別滑道損壞及千斤頂故障退出工作等），在最不利情況下將導(dǎo)致臨時墩承受較大的縱橋向水平力[3]F縱=N×μ，橫橋向水平力F橫=F縱×D/L（D為臨時墩中心線距橋中心距離，L為臨時墩距旋轉(zhuǎn)中心距離），在進(jìn)行臨時墩設(shè)計時必須考慮此工況下臨時墩的受力，保證結(jié)構(gòu)的安全。

3.1 臨時墩受力計算

計算采用MIDASCIVIL2010進(jìn)行空間計算，分析臨時索對臨時墩的影響，荷載考慮自重產(chǎn)生的豎向力N及縱橋向摩擦力F縱及由頂推兩側(cè)不平衡頂推力產(chǎn)生的橫橋向作用力F橫。

（1）根據(jù)臨時墩結(jié)構(gòu)，分別建立各臨時墩獨立模型進(jìn)行計算，在頂推過程中鋼管柱最大受力計算結(jié)果如表2：

（2）為了減小鋼管柱柱底反力、鋼管柱應(yīng)力及變形，采取在臨時墩與主墩間設(shè)置一定初拉力的水平拉索，將臨時墩與主墩連接成整體，以達(dá)到減小臨時墩鋼管柱受力的目的，為合理設(shè)置臨時索，現(xiàn)將索結(jié)構(gòu)分為3種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行計算分析，單側(cè)臨時墩索結(jié)構(gòu)形式見表3，其中S2～S5為水平臨時索，S1、S6為斜向臨時索，拉索初張拉時，需保證墩頂縱橋向位移為0，斜拉臨時索索力水平分量與水平臨時索相同。

根據(jù)臨時墩結(jié)構(gòu)建立臨時墩整體模型，通過索結(jié)構(gòu)將臨時墩連接成整體，索結(jié)構(gòu)兩端錨固于主體結(jié)構(gòu)或臨時墩分配梁上，按設(shè)計要求對索進(jìn)行初張拉，根據(jù)施工流程中各墩出現(xiàn)的最大反力情況，進(jìn)行計算，計算結(jié)果如表4。

3.2 臨時墩受力分析

由表2及表3的計算結(jié)果分析可知，在設(shè)置臨時索的情況下，臨時墩受力明顯好轉(zhuǎn)，在三種不同的索結(jié)構(gòu)作用中，鋼管柱柱底的最大反力平均降低約23%，最大應(yīng)力平均降低約37%，縱向位移量平均降低約53%，但橫向向位移量變化不大，僅僅平均降低4%，但具體到每個臨時墩時，由于臨時墩剛度不同，臨時索對臨時墩的影響差異較大，在相同的索結(jié)構(gòu)中，臨時墩剛度越大，索結(jié)構(gòu)對臨時墩的影響相對越小，但在臨時墩結(jié)構(gòu)及索有效面積相同的情況下，增加索的初拉力對臨時墩的影響變化不大，在臨時墩結(jié)構(gòu)及索初拉力相同的情況下，減小索的有效面積對臨時墩的影響變化相對較大，面積越小，對臨時墩的有利影響越小。故而在設(shè)計柔性臨時墩結(jié)合臨時索在頂推中施工時，需通過試算，確定臨時索的面積及初拉力，以發(fā)揮設(shè)置臨時索的最大作用，縱橋向臨時索對臨時墩橫橋向影響較小，設(shè)計臨時墩時需將兩組臨時墩連接成整體，增加臨時墩整體剛度。

3.3 實施效果及分析

鼓山大橋再頂推的過程中實施了全橋臨時的監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容主要為臨時墩剛管柱的壓力及樁頂變形量，監(jiān)控結(jié)果如表5所示。

通過監(jiān)測結(jié)果與理論計算的對比，可以看出，頂推時的臨時墩結(jié)構(gòu)受力均包含在最不利計算工況內(nèi)，結(jié)構(gòu)比較安全，監(jiān)測結(jié)果較計算結(jié)果較有利的原因在于：實際頂推過程中未發(fā)生千斤頂突然失靈，滑道突然卡死的極端情況，并采取了控制頂推力偏差的范圍。

3.4 常見問題及處理措施

由于頂推鋼梁較重，頂推長度長，在實際的施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)滑動面局部損壞；頂推時的實際頂推力均大于理論值；鋼梁在頂推過程中橫向偏位的情況。對于經(jīng)常出現(xiàn)的問題，項目設(shè)計時預(yù)先采取了應(yīng)對方案在施工中采取了控制措施，在頂推過程中各千斤頂同步頂推，密切關(guān)注各臺頂推千斤頂?shù)睦χ?，?dāng)拉力值較設(shè)計值偏大10%時必須停止頂推，檢查處理，當(dāng)滑道輕微損害時，待滑板退出工作后更換，當(dāng)滑道嚴(yán)重?fù)p壞時，停止頂推，起頂鋼梁更換滑板，為防止鋼梁頂推過程中的橫橋向偏位，在臨時墩及主墩上設(shè)置了橫向限位裝置，橫行限位裝置與鋼梁間預(yù)留1cm空隙，但出現(xiàn)橫行偏位時，調(diào)整橫橋向兩側(cè)頂推力，逐步糾偏，采取以上措施保證了大臨結(jié)構(gòu)的安全。

4 結(jié)論

在施工中臨時支墩為常用結(jié)構(gòu)，當(dāng)臨時墩高度超過25m時，水平力對臨時墩的受力影響直觀重要，提高臨時墩承載力的方法常為增大柱的截面，但對于高墩，此方法投入較大，經(jīng)濟(jì)性較差，本文采用設(shè)置臨時索的方法有效克服了水平力對臨時墩的影響，增加的臨時索結(jié)構(gòu)較增加柱截面方案大大節(jié)省施工投入，隨著福州鼓山大橋的頂推完成，臨時墩的應(yīng)力及變形均控制在設(shè)計范圍內(nèi)，這標(biāo)志著臨時索的設(shè)置起到了非常重要的作用，為以后的臨時墩采用柔性墩的頂推施工提供了非常保貴的經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋福堂，謝永紅，韋勇生.YDCLD自動連續(xù)頂推系統(tǒng)在頂推施工中的應(yīng)用，公路，2001.2.

[2]JTGTF50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.

[3]董啟軍.連續(xù)鋼箱梁頂推施工，施工技術(shù)，2005.5.endprint