顶推临时墩的设计与施工

600060001600038600设计水位37.52申200申200 ...通航水位600060001600038600设计水位37.52申200申200 ...通航水位34.9353 54'49 200o556申20056青银高速公路济南黄河大桥

主桥钢箱梁顶推临时墩的设计与施工万雨帆闫宗山张光桥摘要：本文介绍了青银高速公路济南黄河大桥主桥钢箱梁顶推临时墩的设计构思，并做了有限元计算分析，通过在实践中的运用，取得了良好的施工效果。关键字：临时墩，设计，施工1、工程概况66600—丿伸缩缝青银高速公路济南黄河大桥主桥桥型布置图（尺寸单位：cm）青银高速公路济南黄河大桥主桥为60+60+160+386m的独塔双索面扁平钢箱梁斜拉桥（图1），采用半飘浮体系，索塔处设有竖向支座，横向限位和纵向阻尼装置；共用墩和辅助墩顶均设置竖向支座与横向限位装置。斜拉桥主梁采用流线形扁平钢箱梁，运用支架拼装顶推施工的方法架设。全桥共设置8个临时墩。临时墩布置图2临时墩设计2.1设计资料济南黄河大桥钢箱梁安装部分采用整体式顶推施工方案。全桥共设临时墩7处，岸侧设置1处，距索塔中心63.25m，河侧每隔60m设置1处。岸侧距索塔约100m处设置40m顶推平台一个，并与岸侧临时墩联成一个整体。每个临时墩由4根①1200mm钢管混凝土柱及纵横向联系组成，钢管壁厚12mm，内浇筑C50混凝土，顺桥向间距4m,横桥向间距20m，基础为①1800mm钻孔灌注桩，桩长60m；顶推平台由12根①1000mm钢管及纵横向联系组成，顺桥向间距3.75m,横桥向间距20m，基础为①1000mm钻孔灌

注桩，桩长25m。2.2结构计算2.2.1荷载取值通过整体分析，临时墩承受的最大竖向力为12914.7kN，取为13000kN。在顶临时墩承受的水平力主要为主梁与滑道之间的摩擦力。本桥试验得出的摩擦系数在压应力为10MPa且充分润滑时为0.008，不充分润滑时约为0.1；考虑实际情况的非理想化，同时参考桥梁顶推计算中摩擦系数通常取为0.015-0.06，本次计算摩擦系数暂取为0.05。因此临时墩承受的摩擦力最大为650kN，四个钢管混凝土柱分别承单162.5kN。风荷载按桥位处百年一遇风速28.6m/s,风压0.6kN/m2计算。计算工况自重+竖向力自重+竖向力+风荷载(横桥向)自重+竖向力+风荷载(顺桥向)自重+竖向力+顺桥向水平力自重+竖向力+横桥向水平力计算分析采用ANSYS有限元计算软件进行建模，分析模型采用空间杆系进行计算。钢管混凝土结构通过共结点梁单元模拟，钢管与桩接触处铰接，分析主要是一般静力分析和特征值屈曲分析。临时墩分析模型图2.2.3.1静力分析结果1)临时墩顺桥向偏位分析临时墩顺桥向偏位分析结果汇总墩顶最大偏位(cm)383典•EK•丿JIWl-*L 山丿冷钢管最大应力(MPa)76 8钢管最丿、应力(M1U)冷钢管最小应力(MPa)IO•O]38钢管最小应力(M1U)'混7凝土最大应力(MPa)1 991混。凝丄最丿、丿(Mia)'混凝土最小应力(MPa)JL•JJ68混凝丄最小应力(MFU)钢管间横联(顺桥向)最大应力(MPa)U•O151Tp'iJ曰111^, v/'IXvrI1'-J' u丿钢管间横联(顺桥向)最小应力(MPa)—107曰111^,v/'IXvrI1'-J'-HX.'J 口丿甘它最+应力(MPa)290•其、它最/、丿力力(MPa)甘它最小应力(MPa) jJ、U 61-5 上表中应力均以受拉拉正，受压为负，同。2)临时墩横桥向偏位分析临时墩横桥向偏位分析结果汇总墩顶最大偏位(cm)3.31钢管最大应力(MPa)27.5钢管最小应力(MPa)—180混凝土最大应力(MPa)0混凝土最小应力(MPa)-5.7钢管间横联(顺桥向)最大应力fMPn'l41.3钢管间横联(顺桥向)最小应力(MPa)—41.8其它最大应力(MPa)50.7其它最小应力(MPa)—1392.2.3.2稳定性分析结果临时墩稳定性分析结果汇总序号工况一阶稳定系数1自重+竖向力12.7722自重+竖向力+风荷载(横桥向、12.2023(横桥向丿自重+竖向力+风荷载(顺桥向、12.7374自重+竖向力+顺桥向水平力10.0365自重+竖向力+横桥向水平力 5.1752.2.3.3温度变化对临时墩受力影响图10临时墩立柱布置示意图施工技术要点：图10临时墩立柱布置示意图施工技术要点：>■」“当上下游临时墩上各作用325kN向桥轴线方向的荷载时，它们分别向桥轴线方向产生1.3mm的位移；如果主梁温度变化20oC,而临时墩未发生温度变化，则临时墩上下游横桥向最大变形（靠近或远离）为4.8mm,此时必然产生主梁相对临时墩滑动的情况。由于临时墩钢管通过横向联系联结，主梁作用于钢管上的横桥向力大小相等方向相反，因此临时墩在主梁滑动前基本上不产生偏位，滑动后即释放温差引起的内力。3临时墩施工顶推临时墩基础采用直径（P180cm钻孔灌注桩，利用自制20t浮吊搭设钻孔平台；钢管立柱采用在现场分块制作，分节安装的施工顺序。临时墩立柱施工顺序按照先立柱吊装，再单墩平联，最后左右幅平联的顺序进行施工。立柱吊装用浮吊整根吊装的方式安装。吊装前先用高标号砂浆把立柱支立处的桩头抹平，在其上放出钢管的大样。立柱吊装到护筒内，待钢管根部和根部所放大样重合后，把钻孔灌注桩的钢筋和立柱牢固焊接，并在其周围灌注一圈10cm厚10cm宽的高标号砂浆，使钢管和钻孔桩紧密结合。同一个墩的两棵立柱安装就位后，立即用型钢进行平联作业，以增加钢管的稳定性。同一棵墩的左右幅立柱安装完毕后，安装临时墩横向联系，并在横向联系间进行平联，从而使整个临时墩形成一个稳固的整体。所有的联系作业完成后，按照浇筑引桥砼立柱的方法在钢管内下部灌注C30砼并分层振捣密实。最后，安装临时墩人行道板、桩帽、吊装型钢平台及顶推设备，完成整个临时墩作业。（1） 钢管立柱分节制作，采用流水作业组织生产，所有钢管连接焊缝均应进行认真仔细检查。（2） 钢管立柱安装前后均应进行测量放样、复核，确保其位置的精确性。4结语青银高速济南黄河大桥主桥钢箱梁顶推采用的临时墩结构简单、受力明确,材料的可持续利用率高等优点。同时严谨的施工组织、严格的施工管理、与得当的施工措施也是我部临时墩施工顺利进行的有力保障。希望在今后类似桥梁结构的施工中能