夏邦軍

【摘 要】 福州鼓山大橋?yàn)橹骺?35m自錨式懸索橋，采用頂推施工，頂推跨度為75m，臨時(shí)墩自由高度約為45m，臨時(shí)墩剛度較小，通過對(duì)臨時(shí)墩與主墩間合理設(shè)置不同結(jié)構(gòu)臨時(shí)索結(jié)構(gòu)的研究，研究表明：臨時(shí)索對(duì)增加臨時(shí)墩剛度的作用明顯，能保證鋼梁頂推時(shí)臨時(shí)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(shí)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(chǎng)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(jì)為獨(dú)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(zhǎng)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(zhǎng)度也是7.0m。全橋共分53個(gè)鋼箱節(jié)段，包括S20（長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(jì)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(shí)通航凈寬不小于60m，根據(jù)鋼梁的截面特性及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件，頂推時(shí)在1#～3#主墩間布置4個(gè)臨時(shí)墩，臨時(shí)墩均分為上、下游兩部分，整個(gè)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(tái)24m、南側(cè)32.65m）+75m（臨時(shí)墩1與2之間）+75m（2#臨時(shí)墩與2#主塔墩間）+75m（2#主塔墩與3#臨時(shí)墩之間）+62.5m（臨時(shí)墩3#、4#之間）+12.5m（4#臨時(shí)墩與1#邊墩之間）詳見臨時(shí)墩總體布置圖2，根據(jù)鋼梁頂推流程，計(jì)算得鋼梁頂推時(shí)L1#～L4#臨時(shí)墩最大受力工況時(shí)橫橋向單側(cè)反力N結(jié)果見表1，臨時(shí)墩受力最大為2#臨時(shí)墩，最大豎向力1494t。

2.2 臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)形式

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

3 臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)受力計(jì)算及分析

鋼梁頂推時(shí)采用在臨時(shí)墩上設(shè)置縱向水平連續(xù)千斤頂多點(diǎn)同步頂推，理論上每個(gè)臨時(shí)墩上施加的頂推力與對(duì)應(yīng)的臨時(shí)墩的豎向反力（N）×摩擦系數(shù)（μ=0.05），此時(shí)臨時(shí)墩承受的縱、橫橋向水平力為0，由于施工時(shí)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(shí)際有差異、個(gè)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(shí)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(shí)墩中心線距橋中心距離，L為臨時(shí)墩距旋轉(zhuǎn)中心距離），在進(jìn)行臨時(shí)墩設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮此工況下臨時(shí)墩的受力，保證結(jié)構(gòu)的安全。

3.1 臨時(shí)墩受力計(jì)算

計(jì)算采用MIDASCIVIL2010進(jìn)行空間計(jì)算，分析臨時(shí)索對(duì)臨時(shí)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(shí)墩結(jié)構(gòu)，分別建立各臨時(shí)墩獨(dú)立模型進(jìn)行計(jì)算，在頂推過程中鋼管柱最大受力計(jì)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(shí)墩與主墩間設(shè)置一定初拉力的水平拉索，將臨時(shí)墩與主墩連接成整體，以達(dá)到減小臨時(shí)墩鋼管柱受力的目的，為合理設(shè)置臨時(shí)索，現(xiàn)將索結(jié)構(gòu)分為3種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行計(jì)算分析，單側(cè)臨時(shí)墩索結(jié)構(gòu)形式見表3，其中S2～S5為水平臨時(shí)索，S1、S6為斜向臨時(shí)索，拉索初張拉時(shí)，需保證墩頂縱橋向位移為0，斜拉臨時(shí)索索力水平分量與水平臨時(shí)索相同。

根據(jù)臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)建立臨時(shí)墩整體模型，通過索結(jié)構(gòu)將臨時(shí)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(shí)墩分配梁上，按設(shè)計(jì)要求對(duì)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(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表4。

3.2 臨時(shí)墩受力分析

由表2及表3的計(jì)算結(jié)果分析可知，在設(shè)置臨時(shí)索的情況下，臨時(shí)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(gè)臨時(shí)墩時(shí)，由于臨時(shí)墩剛度不同，臨時(shí)索對(duì)臨時(shí)墩的影響差異較大，在相同的索結(jié)構(gòu)中，臨時(shí)墩剛度越大，索結(jié)構(gòu)對(duì)臨時(shí)墩的影響相對(duì)越小，但在臨時(shí)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(duì)臨時(shí)墩的影響變化不大，在臨時(shí)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(duì)臨時(shí)墩的影響變化相對(duì)較大，面積越小，對(duì)臨時(shí)墩的有利影響越小。故而在設(shè)計(jì)柔性臨時(shí)墩結(jié)合臨時(shí)索在頂推中施工時(shí)，需通過試算，確定臨時(shí)索的面積及初拉力，以發(fā)揮設(shè)置臨時(shí)索的最大作用，縱橋向臨時(shí)索對(duì)臨時(shí)墩橫橋向影響較小，設(shè)計(jì)臨時(shí)墩時(shí)需將兩組臨時(shí)墩連接成整體，增加臨時(shí)墩整體剛度。

3.3 實(shí)施效果及分析

鼓山大橋再頂推的過程中實(shí)施了全橋臨時(shí)的監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容主要為臨時(shí)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(cè)結(jié)果與理論計(jì)算的對(duì)比，可以看出，頂推時(shí)的臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)受力均包含在最不利計(jì)算工況內(nèi)，結(jié)構(gòu)比較安全，監(jiān)測(cè)結(jié)果較計(jì)算結(jié)果較有利的原因在于：實(shí)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(zhǎng)度長(zhǎng)，在實(shí)際的施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)滑動(dòng)面局部損壞；頂推時(shí)的實(shí)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(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)的問題，項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先采取了應(yīng)對(duì)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(tái)頂推千斤頂?shù)睦χ?，?dāng)拉力值較設(shè)計(jì)值偏大10%時(shí)必須停止頂推，檢查處理，當(dāng)滑道輕微損害時(shí)，待滑板退出工作后更換，當(dāng)滑道嚴(yán)重?fù)p壞時(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)支墩為常用結(jié)構(gòu)，當(dāng)臨時(shí)墩高度超過25m時(shí)，水平力對(duì)臨時(shí)墩的受力影響直觀重要，提高臨時(shí)墩承載力的方法常為增大柱的截面，但對(duì)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(shí)索的方法有效克服了水平力對(duì)臨時(shí)墩的影響，增加的臨時(shí)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(shí)墩的應(yīng)力及變形均控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，這標(biāo)志著臨時(shí)索的設(shè)置起到了非常重要的作用，為以后的臨時(shí)墩采用柔性墩的頂推施工提供了非常保貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋福堂，謝永紅，韋勇生.YDCLD自動(dòng)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?yàn)橹骺?35m自錨式懸索橋，采用頂推施工，頂推跨度為75m，臨時(shí)墩自由高度約為45m，臨時(shí)墩剛度較小，通過對(duì)臨時(shí)墩與主墩間合理設(shè)置不同結(jié)構(gòu)臨時(shí)索結(jié)構(gòu)的研究，研究表明：臨時(shí)索對(duì)增加臨時(shí)墩剛度的作用明顯，能保證鋼梁頂推時(shí)臨時(shí)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(shí)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(chǎng)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(jì)為獨(dú)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(zhǎng)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(zhǎng)度也是7.0m。全橋共分53個(gè)鋼箱節(jié)段，包括S20（長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(jì)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(shí)通航凈寬不小于60m，根據(jù)鋼梁的截面特性及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件，頂推時(shí)在1#～3#主墩間布置4個(gè)臨時(shí)墩，臨時(shí)墩均分為上、下游兩部分，整個(gè)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(tái)24m、南側(cè)32.65m）+75m（臨時(shí)墩1與2之間）+75m（2#臨時(shí)墩與2#主塔墩間）+75m（2#主塔墩與3#臨時(shí)墩之間）+62.5m（臨時(shí)墩3#、4#之間）+12.5m（4#臨時(shí)墩與1#邊墩之間）詳見臨時(shí)墩總體布置圖2，根據(jù)鋼梁頂推流程，計(jì)算得鋼梁頂推時(shí)L1#～L4#臨時(shí)墩最大受力工況時(shí)橫橋向單側(cè)反力N結(jié)果見表1，臨時(shí)墩受力最大為2#臨時(shí)墩，最大豎向力1494t。

2.2 臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)形式

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

3 臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)受力計(jì)算及分析

鋼梁頂推時(shí)采用在臨時(shí)墩上設(shè)置縱向水平連續(xù)千斤頂多點(diǎn)同步頂推，理論上每個(gè)臨時(shí)墩上施加的頂推力與對(duì)應(yīng)的臨時(shí)墩的豎向反力（N）×摩擦系數(shù)（μ=0.05），此時(shí)臨時(shí)墩承受的縱、橫橋向水平力為0，由于施工時(shí)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(shí)際有差異、個(gè)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(shí)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(shí)墩中心線距橋中心距離，L為臨時(shí)墩距旋轉(zhuǎn)中心距離），在進(jìn)行臨時(shí)墩設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮此工況下臨時(shí)墩的受力，保證結(jié)構(gòu)的安全。

3.1 臨時(shí)墩受力計(jì)算

計(jì)算采用MIDASCIVIL2010進(jìn)行空間計(jì)算，分析臨時(shí)索對(duì)臨時(shí)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(shí)墩結(jié)構(gòu)，分別建立各臨時(shí)墩獨(dú)立模型進(jìn)行計(jì)算，在頂推過程中鋼管柱最大受力計(jì)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(shí)墩與主墩間設(shè)置一定初拉力的水平拉索，將臨時(shí)墩與主墩連接成整體，以達(dá)到減小臨時(shí)墩鋼管柱受力的目的，為合理設(shè)置臨時(shí)索，現(xiàn)將索結(jié)構(gòu)分為3種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行計(jì)算分析，單側(cè)臨時(shí)墩索結(jié)構(gòu)形式見表3，其中S2～S5為水平臨時(shí)索，S1、S6為斜向臨時(shí)索，拉索初張拉時(shí)，需保證墩頂縱橋向位移為0，斜拉臨時(shí)索索力水平分量與水平臨時(shí)索相同。

根據(jù)臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)建立臨時(shí)墩整體模型，通過索結(jié)構(gòu)將臨時(shí)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(shí)墩分配梁上，按設(shè)計(jì)要求對(duì)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(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表4。

3.2 臨時(shí)墩受力分析

由表2及表3的計(jì)算結(jié)果分析可知，在設(shè)置臨時(shí)索的情況下，臨時(shí)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(gè)臨時(shí)墩時(shí)，由于臨時(shí)墩剛度不同，臨時(shí)索對(duì)臨時(shí)墩的影響差異較大，在相同的索結(jié)構(gòu)中，臨時(shí)墩剛度越大，索結(jié)構(gòu)對(duì)臨時(shí)墩的影響相對(duì)越小，但在臨時(shí)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(duì)臨時(shí)墩的影響變化不大，在臨時(shí)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(duì)臨時(shí)墩的影響變化相對(duì)較大，面積越小，對(duì)臨時(shí)墩的有利影響越小。故而在設(shè)計(jì)柔性臨時(shí)墩結(jié)合臨時(shí)索在頂推中施工時(shí)，需通過試算，確定臨時(shí)索的面積及初拉力，以發(fā)揮設(shè)置臨時(shí)索的最大作用，縱橋向臨時(shí)索對(duì)臨時(shí)墩橫橋向影響較小，設(shè)計(jì)臨時(shí)墩時(shí)需將兩組臨時(shí)墩連接成整體，增加臨時(shí)墩整體剛度。

3.3 實(shí)施效果及分析

鼓山大橋再頂推的過程中實(shí)施了全橋臨時(shí)的監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容主要為臨時(shí)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(cè)結(jié)果與理論計(jì)算的對(duì)比，可以看出，頂推時(shí)的臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)受力均包含在最不利計(jì)算工況內(nèi)，結(jié)構(gòu)比較安全，監(jiān)測(cè)結(jié)果較計(jì)算結(jié)果較有利的原因在于：實(shí)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(zhǎng)度長(zhǎng)，在實(shí)際的施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)滑動(dòng)面局部損壞；頂推時(shí)的實(shí)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(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)的問題，項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先采取了應(yīng)對(duì)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(tái)頂推千斤頂?shù)睦χ?，?dāng)拉力值較設(shè)計(jì)值偏大10%時(shí)必須停止頂推，檢查處理，當(dāng)滑道輕微損害時(shí)，待滑板退出工作后更換，當(dāng)滑道嚴(yán)重?fù)p壞時(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)支墩為常用結(jié)構(gòu)，當(dāng)臨時(shí)墩高度超過25m時(shí)，水平力對(duì)臨時(shí)墩的受力影響直觀重要，提高臨時(shí)墩承載力的方法常為增大柱的截面，但對(duì)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(shí)索的方法有效克服了水平力對(duì)臨時(shí)墩的影響，增加的臨時(shí)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(shí)墩的應(yīng)力及變形均控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，這標(biāo)志著臨時(shí)索的設(shè)置起到了非常重要的作用，為以后的臨時(shí)墩采用柔性墩的頂推施工提供了非常保貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋福堂，謝永紅，韋勇生.YDCLD自動(dòng)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?yàn)橹骺?35m自錨式懸索橋，采用頂推施工，頂推跨度為75m，臨時(shí)墩自由高度約為45m，臨時(shí)墩剛度較小，通過對(duì)臨時(shí)墩與主墩間合理設(shè)置不同結(jié)構(gòu)臨時(shí)索結(jié)構(gòu)的研究，研究表明：臨時(shí)索對(duì)增加臨時(shí)墩剛度的作用明顯，能保證鋼梁頂推時(shí)臨時(shí)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(shí)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(chǎng)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(jì)為獨(dú)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(zhǎng)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(zhǎng)度也是7.0m。全橋共分53個(gè)鋼箱節(jié)段，包括S20（長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(jì)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(shí)通航凈寬不小于60m，根據(jù)鋼梁的截面特性及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件，頂推時(shí)在1#～3#主墩間布置4個(gè)臨時(shí)墩，臨時(shí)墩均分為上、下游兩部分，整個(gè)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(tái)24m、南側(cè)32.65m）+75m（臨時(shí)墩1與2之間）+75m（2#臨時(shí)墩與2#主塔墩間）+75m（2#主塔墩與3#臨時(shí)墩之間）+62.5m（臨時(shí)墩3#、4#之間）+12.5m（4#臨時(shí)墩與1#邊墩之間）詳見臨時(shí)墩總體布置圖2，根據(jù)鋼梁頂推流程，計(jì)算得鋼梁頂推時(shí)L1#～L4#臨時(shí)墩最大受力工況時(shí)橫橋向單側(cè)反力N結(jié)果見表1，臨時(shí)墩受力最大為2#臨時(shí)墩，最大豎向力1494t。

2.2 臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)形式

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

3 臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)受力計(jì)算及分析

鋼梁頂推時(shí)采用在臨時(shí)墩上設(shè)置縱向水平連續(xù)千斤頂多點(diǎn)同步頂推，理論上每個(gè)臨時(shí)墩上施加的頂推力與對(duì)應(yīng)的臨時(shí)墩的豎向反力（N）×摩擦系數(shù)（μ=0.05），此時(shí)臨時(shí)墩承受的縱、橫橋向水平力為0，由于施工時(shí)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(shí)際有差異、個(gè)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(shí)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(shí)墩中心線距橋中心距離，L為臨時(shí)墩距旋轉(zhuǎn)中心距離），在進(jìn)行臨時(shí)墩設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮此工況下臨時(shí)墩的受力，保證結(jié)構(gòu)的安全。

3.1 臨時(shí)墩受力計(jì)算

計(jì)算采用MIDASCIVIL2010進(jìn)行空間計(jì)算，分析臨時(shí)索對(duì)臨時(shí)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(shí)墩結(jié)構(gòu)，分別建立各臨時(shí)墩獨(dú)立模型進(jìn)行計(jì)算，在頂推過程中鋼管柱最大受力計(jì)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(shí)墩與主墩間設(shè)置一定初拉力的水平拉索，將臨時(shí)墩與主墩連接成整體，以達(dá)到減小臨時(shí)墩鋼管柱受力的目的，為合理設(shè)置臨時(shí)索，現(xiàn)將索結(jié)構(gòu)分為3種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行計(jì)算分析，單側(cè)臨時(shí)墩索結(jié)構(gòu)形式見表3，其中S2～S5為水平臨時(shí)索，S1、S6為斜向臨時(shí)索，拉索初張拉時(shí)，需保證墩頂縱橋向位移為0，斜拉臨時(shí)索索力水平分量與水平臨時(shí)索相同。

根據(jù)臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)建立臨時(shí)墩整體模型，通過索結(jié)構(gòu)將臨時(shí)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(shí)墩分配梁上，按設(shè)計(jì)要求對(duì)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(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表4。

3.2 臨時(shí)墩受力分析

由表2及表3的計(jì)算結(jié)果分析可知，在設(shè)置臨時(shí)索的情況下，臨時(shí)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(gè)臨時(shí)墩時(shí)，由于臨時(shí)墩剛度不同，臨時(shí)索對(duì)臨時(shí)墩的影響差異較大，在相同的索結(jié)構(gòu)中，臨時(shí)墩剛度越大，索結(jié)構(gòu)對(duì)臨時(shí)墩的影響相對(duì)越小，但在臨時(shí)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(duì)臨時(shí)墩的影響變化不大，在臨時(shí)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(duì)臨時(shí)墩的影響變化相對(duì)較大，面積越小，對(duì)臨時(shí)墩的有利影響越小。故而在設(shè)計(jì)柔性臨時(shí)墩結(jié)合臨時(shí)索在頂推中施工時(shí)，需通過試算，確定臨時(shí)索的面積及初拉力，以發(fā)揮設(shè)置臨時(shí)索的最大作用，縱橋向臨時(shí)索對(duì)臨時(shí)墩橫橋向影響較小，設(shè)計(jì)臨時(shí)墩時(shí)需將兩組臨時(shí)墩連接成整體，增加臨時(shí)墩整體剛度。

3.3 實(shí)施效果及分析

鼓山大橋再頂推的過程中實(shí)施了全橋臨時(shí)的監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容主要為臨時(shí)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(cè)結(jié)果與理論計(jì)算的對(duì)比，可以看出，頂推時(shí)的臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)受力均包含在最不利計(jì)算工況內(nèi)，結(jié)構(gòu)比較安全，監(jiān)測(cè)結(jié)果較計(jì)算結(jié)果較有利的原因在于：實(shí)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(zhǎng)度長(zhǎng)，在實(shí)際的施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)滑動(dòng)面局部損壞；頂推時(shí)的實(shí)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(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)的問題，項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先采取了應(yīng)對(duì)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(tái)頂推千斤頂?shù)睦χ?，?dāng)拉力值較設(shè)計(jì)值偏大10%時(shí)必須停止頂推，檢查處理，當(dāng)滑道輕微損害時(shí)，待滑板退出工作后更換，當(dāng)滑道嚴(yán)重?fù)p壞時(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)支墩為常用結(jié)構(gòu)，當(dāng)臨時(shí)墩高度超過25m時(shí)，水平力對(duì)臨時(shí)墩的受力影響直觀重要，提高臨時(shí)墩承載力的方法常為增大柱的截面，但對(duì)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(shí)索的方法有效克服了水平力對(duì)臨時(shí)墩的影響，增加的臨時(shí)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(shí)墩的應(yīng)力及變形均控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，這標(biāo)志著臨時(shí)索的設(shè)置起到了非常重要的作用，為以后的臨時(shí)墩采用柔性墩的頂推施工提供了非常保貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋福堂，謝永紅，韋勇生.YDCLD自動(dòng)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