中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
1961 年,萊昂哈特博士在設(shè)計(jì)卡羅尼橋時(shí),為了減少頂推時(shí)主梁的臨時(shí)內(nèi)力,在該橋的施工過(guò)程中第一次采用了鋼導(dǎo)梁以及在96 m 跨的跨中設(shè)置臨時(shí)墩的辦法。臨時(shí)墩與導(dǎo)梁在混凝土連續(xù)梁橋的頂推施工中起到了良好的效果,自此以后,導(dǎo)梁與臨時(shí)墩成為頂推施工的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備 。
1.臨時(shí)墩的應(yīng)用,增大了頂推法適用的跨度范圍,在連續(xù)梁橋的頂推施工過(guò)程中,由于支點(diǎn)處的負(fù)彎矩與跨度的平方成正比,故橋梁跨度的增大就會(huì)引起橋梁內(nèi)力的極大增大。在箱梁的截面和預(yù)應(yīng)力鋼束強(qiáng)度有限的情況下,為了使主梁在頂推施工過(guò)程中能夠承受如此大的內(nèi)力,一個(gè)有效的方法是設(shè)置臨時(shí)墩 。臨時(shí)墩設(shè)置在橋梁兩個(gè)永久墩之間,將橋梁原先的一跨分開(kāi)成了兩跨,使橋梁的跨度減小了。在頂推施工過(guò)程中,上部結(jié)構(gòu)跨度的減小就會(huì)使得主梁的內(nèi)力相應(yīng)地減小。在橋梁頂推就位以后,通過(guò)對(duì)梁體相應(yīng)位置的后期預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉,提高結(jié)構(gòu)承受荷載的能力,再將臨時(shí)墩拆除。這樣,通過(guò)設(shè)置臨時(shí)墩,能夠有效地減小主梁在頂推施工過(guò)程中的內(nèi)力,增大了頂推法適用的跨度范圍。
現(xiàn)以廣州珠江大橋西橋?yàn)槔f(shuō)明臨時(shí)墩的設(shè)置。珠江西橋跨徑組合為7 ×50 m,通過(guò)方案比選最后采用頂推法施工。擬采用以下兩種方法設(shè)置臨時(shí)墩: (1) 按一般的設(shè)計(jì)方案,僅在第一跨內(nèi)設(shè)置一個(gè)臨時(shí)墩,臨時(shí)墩設(shè)置在距離第一個(gè)永久墩20 m 的位置,在頂推施工階段,橋梁的跨徑組合為20 + 30 + 6 ×50 m; (2) 在大橋每跨的跨中位置都設(shè)置一個(gè)臨時(shí)墩,全橋共設(shè)置7 個(gè)臨時(shí)墩,在頂推施工階段,橋梁的跨徑組合為14 ×25m。施工階段的內(nèi)力包括頂推施工過(guò)程以及拆除導(dǎo)梁和拆除臨時(shí)墩過(guò)程。兩種情況下的主梁內(nèi)力包絡(luò)圖如圖1所示。
從圖中可以看到,每跨都設(shè)置一個(gè)臨時(shí)墩,能夠有效地減少橋梁在頂推施工過(guò)程內(nèi)力包絡(luò)圖的面積,從而就能夠減小為了頂推施工而需要增加配置的普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量,減小主梁的造價(jià);但是,卻大大增加了臨時(shí)墩的工程量和造價(jià),同時(shí)也不能充分發(fā)揮頂推施工法的優(yōu)點(diǎn)。因此在工程實(shí)際中一般只在第一跨內(nèi)設(shè)置一個(gè)臨時(shí)墩。
2.臨時(shí)墩的應(yīng)用,能夠使主梁在頂推的初始階段保持平衡而不會(huì)傾覆,如圖2 所示,在珠江大橋西橋的頂推施工方案中,在頂推第一梁段的時(shí)候,如果不設(shè)置臨時(shí)墩,則結(jié)構(gòu)不能保持穩(wěn)定,會(huì)發(fā)生傾覆;而在第一跨內(nèi)設(shè)置了一個(gè)臨時(shí)墩后,梁段的頂推施工就能夠順利地進(jìn)行,而不會(huì)發(fā)生傾覆失穩(wěn)。同時(shí),第一跨設(shè)置臨時(shí)墩后,能夠協(xié)助主梁前端導(dǎo)梁的安裝,不會(huì)使主梁前端產(chǎn)生過(guò)大的彎矩,避免了應(yīng)力集中。
3.臨時(shí)墩的應(yīng)用,能夠減少頂推施工過(guò)程中的梁體制造誤差,在橋梁的頂推施工中,最常見(jiàn)的梁體制造誤差是由新舊梁接縫處端立面的豎向轉(zhuǎn)角而引起的，見(jiàn)圖3。在橋梁頂推施工過(guò)程中,由于種種原因,在澆筑新的節(jié)段的混凝土的時(shí)候,實(shí)際的新舊梁接縫與理論的新舊梁接縫有可能會(huì)連續(xù)地存在著一個(gè)方向一致的偏角。這就使每一新制節(jié)段的上下緣長(zhǎng)存在一個(gè)差值,如果橋梁的整個(gè)梁體分成幾段制造,則梁體上下緣總長(zhǎng)之差將會(huì)累積成一個(gè)較大的值,其后果就是使梁體在豎直面內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)曲率。如果在梁體頂推就位后各墩頂?shù)闹ё及丛O(shè)計(jì)要求調(diào)平,這時(shí)由于梁體制造誤差所產(chǎn)生的曲率將會(huì)使梁體產(chǎn)生不可忽略二次內(nèi)力。
