臨時(shí)支墩拆除方式對(duì)大跨度矮塔斜拉橋標(biāo)高影響的探討

陳論理

中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司，中國(guó)·陜西 西安 710021

臨時(shí)支墩拆除；大跨度矮塔斜拉橋；標(biāo)高；變化規(guī)律；影響因素

1 引言

矮塔斜拉橋雖然出現(xiàn)較晚，但由于其剛?cè)嵯酀?jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，且兼具經(jīng)濟(jì)、美觀和施工方便的特性，使其成為200—300 m 跨徑的優(yōu)勢(shì)橋型。矮塔斜拉橋在施工過(guò)程中由于其懸臂長(zhǎng)度較長(zhǎng)，體內(nèi)固結(jié)的方式往往已經(jīng)滿足不了施工的需要。體外固結(jié)的方式在這種橋型中應(yīng)用較為廣泛。為最大限度上保證連續(xù)梁在成橋時(shí)的線性可控、可知，促使橋梁的線性滿足設(shè)計(jì)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)其進(jìn)行有效的線性控制[1]。臨時(shí)支墩的拆除對(duì)大跨度矮塔斜拉橋標(biāo)高的影響成為了我們必須要面對(duì)的一個(gè)課題。下面以智家御河特大橋臨時(shí)支墩拆除對(duì)矮塔斜拉橋合攏標(biāo)高的影響為例進(jìn)行探討。

2 工程概況

智家堡跨御河特大橋186m 主跨矮塔斜拉加勁連續(xù)梁總體設(shè)計(jì)為雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔加勁連續(xù)梁，采用塔梁固結(jié)、墩梁分離的結(jié)構(gòu)體系，主梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，橋塔采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，斜拉索采用扇形布置。梁體截面采用單箱雙室、變高度連續(xù)箱梁；一般段箱梁頂寬13.3m，底寬10.8m，中支點(diǎn)頂寬局部加寬至17.2m。主梁有共24 種87個(gè)節(jié)段。索塔梁頂面以上全高25.1m。采用實(shí)心截面，外輪廓作倒角處理。塔柱橫向?qū)挾葹?.0m，順橋向?qū)?.5m。塔間設(shè)置1.5m×1.5m 的矩形橫梁。每個(gè)索塔設(shè)8 對(duì)斜拉索，塔上索距1.1m，梁上索距約8m，斜拉索錨固于腹板外側(cè)。

臨時(shí)固結(jié)體系采用支固結(jié)合方式，先將鋼管柱砼澆筑至梁底，并預(yù)埋4 HN450 型鋼作為底模承重梁。待底模系統(tǒng)搭設(shè)完畢后，將剩余鋼管柱及0#塊砼一次澆筑成型。鋼管柱砼鋼筋采用HRB400Φ32 鋼筋，由箱梁梁底貫通至承臺(tái)，錨入箱梁梁體長(zhǎng)度不小于1.2m，錨入承臺(tái)長(zhǎng)度不小于1.5m。鋼管內(nèi)壁應(yīng)打錨栓，使鋼管與鋼筋砼有足夠握裹力，保證鋼管砼柱共同受力！

3 臨時(shí)支墩拆除對(duì)大跨度矮塔斜拉加勁連續(xù)梁合攏標(biāo)高的影響

3.1 臨時(shí)支墩拆除方案

智家堡御河186m 主跨矮塔斜拉橋臨時(shí)支墩現(xiàn)場(chǎng)布置如下圖1、圖2所示。整體工況如下：智家堡御河186m 主跨矮塔斜拉橋共有6 個(gè)臨時(shí)支墩需要拆除。臨時(shí)支墩以墩身中心線為軸線成對(duì)稱(chēng)布置。臨時(shí)支墩拆除時(shí)，智家堡御河186m 主跨矮塔斜拉橋邊跨已經(jīng)合攏完成，中跨合攏段未施工。中跨合攏需等臨時(shí)支墩拆除完成后施工。臨時(shí)支墩采用繩鉅分段切割拆除。

現(xiàn)對(duì)矮塔斜拉橋臨時(shí)支墩拆除順序的進(jìn)行分析：拆除時(shí)由于邊跨段已經(jīng)合攏完成，已形成了簡(jiǎn)支梁的結(jié)構(gòu)體系。臨時(shí)支墩①②③拆除時(shí)對(duì)邊跨梁體的影響較小，考慮到體系轉(zhuǎn)換中支座處變形量對(duì)整個(gè)梁體產(chǎn)生的影響，總體的拆除方案為有順序的對(duì)稱(chēng)拆除。拆除方案中拆除順序如下，①→⑥→③→④→②→⑤。通過(guò)電算模型計(jì)算得出：“這樣的拆除順序最大限度的使得梁體平穩(wěn)落下而對(duì)中跨合攏段標(biāo)高影響較小”。

圖1 臨時(shí)支墩布置圖

圖2 臨時(shí)支墩現(xiàn)場(chǎng)布置圖

3.2 臨時(shí)支墩拆除時(shí)梁段標(biāo)高變化

通過(guò)智家堡御河186m 主跨矮塔斜拉橋臨時(shí)支墩拆除方式的電算模型總結(jié)得出，大跨度連續(xù)梁體外固結(jié)體系拆除時(shí)，中跨合攏段的標(biāo)高值一直處在一個(gè)柔性變化中。論文中的柔性變化就是無(wú)規(guī)律的忽高忽低變化。這種柔性變化非線性變化，合攏段的標(biāo)高值隨著臨時(shí)支墩的拆除進(jìn)程而忽高忽低無(wú)法預(yù)測(cè)。臨時(shí)支墩的拆除順序則是主導(dǎo)這種柔性變化的主要原因。如果體外固結(jié)體系拆除完成時(shí)梁體內(nèi)的變形值未消除或未消除到運(yùn)營(yíng)允許的范圍內(nèi)，這種情況下，強(qiáng)行進(jìn)行中跨合攏段施工。這種殘余變形和殘余應(yīng)力將無(wú)處釋放，而這種變形引起的應(yīng)力對(duì)后期橋梁運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的影響及破壞是無(wú)法估量的。將大大縮短了橋梁使用壽命。

通過(guò)電算模型得出其他的幾種拆除方式所引起的梁體變形值和梁體內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力值均比拆除方案中所示拆除順序引起的應(yīng)力值和變形值要大。根據(jù)模型得出最不利的拆除順序?yàn)棰堍茛蔻佗冖?，此種拆除順序所引起的梁段標(biāo)高的變化值最大。而且此變化值為不可逆轉(zhuǎn)的變化。會(huì)造成后期中跨合攏段的合攏時(shí)，標(biāo)高差值過(guò)大而合攏困難重重。[2]

3.3 此類(lèi)工程施工要點(diǎn)

臨時(shí)支墩拆除方式是大跨度矮塔斜拉橋標(biāo)高變化的主要影響因素之一。為消除此類(lèi)因素的影響，通過(guò)對(duì)智家堡御河主跨186m 矮塔斜拉橋臨時(shí)支墩的拆除工程的思考、分析和總結(jié)，個(gè)人認(rèn)為此類(lèi)工程的施工要點(diǎn)如下：

（1）在臨時(shí)支墩拆除前，我們首先要分析拆除過(guò)程中可能存在的臨時(shí)支墩拆除順序?qū)Υ罂缍冗B續(xù)梁產(chǎn)生影響的各種因素。并制定出相應(yīng)的行之有效的措施和方案。[3]

（2）在臨時(shí)支墩拆除過(guò)程中，專(zhuān)人記錄各支座處的位移變化和變形量。在梁體頂面按照連續(xù)梁線性監(jiān)測(cè)的要求布設(shè)穩(wěn)固可靠的標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)。并測(cè)量記錄拆除過(guò)程中標(biāo)高的變化值。每個(gè)測(cè)量周期內(nèi)分析標(biāo)高值的變化規(guī)律，跨中標(biāo)高值一直處于一種浮動(dòng)的柔性變化中，根據(jù)標(biāo)高的變化來(lái)調(diào)整拆除工作。

（3）在臨時(shí)支墩拆除后，匯總各階段標(biāo)高的變化值，并繪制標(biāo)高變化的折線圖。分析大跨度連續(xù)梁中是否存在殘余應(yīng)變，如若存在殘余應(yīng)變且應(yīng)變值較大時(shí)，我們制定對(duì)應(yīng)的行之有效的消力措施。對(duì)其進(jìn)行消減。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)臨時(shí)支墩拆除引起的大跨度連續(xù)梁標(biāo)高值的柔性變化的分析和探討，找出其中的變化規(guī)律，以便制定出合理的拆除方案，為合攏時(shí)標(biāo)高值可控提供了保證。最大程度的消減梁體中存在的殘余應(yīng)力和殘余變形。保證梁體運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量。為后續(xù)同類(lèi)型橋梁施工提供了可借鑒的施工經(jīng)驗(yàn)。