临时索结合柔性墩在顶推施工中应用

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1、临时索结合柔性墩在顶推施工中应用　　【摘要】福州鼓山大桥为主跨235m自锚式悬索桥，采用顶推施工，顶推跨度为75m，临时墩自由高度约为45m，临时墩刚度较小，通过对临时墩与主墩间合理设置不同结构临时索结构的研究，研究表明：临时索对增加临时墩刚度的作用明显，能保证钢梁顶推时临时墩的受力要求，阐述了顶推过程中常用见的问题，并总结了解决常见问题的方法。【关键词】自锚式悬索桥顶推施工柔性墩临时索常见问题处理措施1概况7福州鼓山大桥跨越闽江，南接福州二环路，北联机场高速公路二期工程，作为福州市重要的交通枢纽，主桥设

2、计为独塔双索面自锚式悬索桥，跨度组成为：50+150+235+35=470m，主桥的上部梁体主要采用371.5m钢箱梁（顶推长度），钢箱梁桥梁中线处梁高3.5m，设2%的桥面横坡，钢箱梁顶总宽达42m，呈封闭式箱形截面，两侧外挑人行道各宽4.5m（3.5m后安装），锚固段为混凝土箱梁。桥梁位移位于7500m半径的竖曲线上，靠近北岸侧接2.05%的纵坡。两吊索在钢箱梁上横向间距是34m，纵向索距7.0m，因此钢箱梁的标准节段长度也是7.0m。全桥共分53个钢箱节段，包括S20（长7.8m，块段重量218.5

3、t）、S19～S2（边跨标准段，块段重量122.9t）、S1、S0、M1～M31（中跨标准段，块段重量122.9t）、M32（长11.8m，块段总重量295.6t，M32-1重量为56.57t，M32-2重量为214t）。桥式布置图见图1。2施工方案制定2.1临时墩布置福州鼓山大桥主桥跨越闽江，位于规划主航道上，闽江江面宽1000m，规划主航道宽500米，河床面标高-7.0m，梁底标高+34.866m，设计采用连续千斤顶[1]顶推法施工[2]，航道管理部门要求施工时通航净宽不小于60m，根据钢梁的截面特性

4、及现场实际施工条件，顶推时在1#～3#主墩间布置4个临时墩，临时墩均分为上、下游两部分，整个顶推系统跨径布置从北向南为：85m（北侧27.25m宽钢箱梁提升通道、拼装平台24m、南侧32.65m）+75m（临时墩1与2之间）+75m（2#临时墩与2#主塔墩间）+75m（2#主塔墩与3#临时墩之间）+62.5m（临时墩3#、4#之间）+12.5m（4#临时墩与1#边墩之间）详见临时墩总体布置图2，根据钢梁顶推流程，计算得钢梁顶推时L1#～L4#临时墩最大受力工况时横桥向单侧反力N结果见表1，临时墩受力最大为

5、2#临时墩，最大竖向力1494t。2.2临时墩结构形式7临时墩基础一般采用扩大基础、打入桩基础及钻孔桩基础，临时墩对称于桥中线设置，中心间距15.6m。L1#、L2#临时墩位于主河槽，水深约13m，L3#、L4#临时墩位于滩地，地质均为中、细砂，结合现场地质、水文、机械、材料及受力特点通过方案比选，L1#、L2#临时墩采用10根1.0m钢管柱打入桩基础，L3#临时墩6根采用1.0m钢管柱+1.2m钻孔桩基础，L4#临时墩采用4根0.8m钢管柱+扩大基础。临时墩结构平面布置图见图3。3临时墩结构受力计算及分

6、析钢梁顶推时采用在临时墩上设置纵向水平连续千斤顶多点同步顶推，理论上每个临时墩上施加的顶推力与对应的临时墩的竖向反力（N）×摩擦系数（μ=0.05），此时临时墩承受的纵、横桥向水平力为0，由于施工时存在一定的不确定因素（顶推力与理论值出现差异，千斤顶同步系统出现故障，摩擦系数理论值与实际有差异、个别滑道损坏及千斤顶故障退出工作等），在最不利情况下将导致临时墩承受较大的纵桥向水平力[3]F纵=N×μ，横桥向水平力F横=F纵×D/L（D为临时墩中心线距桥中心距离，L为临时墩距旋转中心距离），在进行临时墩设计时

7、必须考虑此工况下临时墩的受力，保证结构的安全。3.1临时墩受力计算7计算采用MIDASCIVIL2010进行空间计算，分析临时索对临时墩的影响，荷载考虑自重产生的竖向力N及纵桥向摩擦力F纵及由顶推两侧不平衡顶推力产生的横桥向作用力F横。（1）根据临时墩结构，分别建立各临时墩独立模型进行计算，在顶推过程中钢管柱最大受力计算结果如表2：（2）为了减小钢管柱柱底反力、钢管柱应力及变形，采取在临时墩与主墩间设置一定初拉力的水平拉索，将临时墩与主墩连接成整体，以达到减小临时墩钢管柱受力的目的，为合理设置临时索，现将

8、索结构分为3种结构形式进行计算分析，单侧临时墩索结构形式见表3，其中S2～S5为水平临时索，S1、S6为斜向临时索，拉索初张拉时，需保证墩顶纵桥向位移为0，斜拉临时索索力水平分量与水平临时索相同。根据临时墩结构建立临时墩整体模型，通过索结构将临时墩连接成整体，索结构两端锚固于主体结构或临时墩分配梁上，按设计要求对索进行初张拉，根据施工流程中各墩出现的最大反力情况，进行计算，计算结果如表4。3.2临时墩受力分析7由表2及表3的计