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)稱拆除。拆除方案中拆除順序如下，①→⑥→③→④→②→⑤。通過電算模型計(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法估量的。將大大縮短了橋梁使用壽命。

通過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)高差值過大而合攏困難重重。[2]

3.3 此類工程施工要點(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。為消除此類因素的影響，通過對(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)支墩拆除過程中，專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

通過對(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)同類型橋梁施工提供了可借鑒的施工經(jīng)驗(yàn)。