1961 年,萊昂哈特博士在設計卡(kǎ)羅尼橋時,為了減少頂推時主梁的臨時內力,在該橋的施工過程中第一次采用了鋼導梁以及在96 m 跨的跨中設置臨時墩的辦法。臨時墩(dūn)與導梁在混凝土連續梁橋的頂推施工中起到了良好的效果,自此以後,導(dǎo)梁與臨時墩成為(wéi)頂推施工的標(biāo)準設備 。
1.臨時墩的應用,增大了(le)頂推法適用的跨度範圍,在連(lián)續梁橋的頂推施工過程中,由於支點處的負彎矩與跨度的平方成正比,故橋梁跨度的增(zēng)大就會引起橋梁(liáng)內力的極大增大。在箱梁的截(jié)麵和預應力(lì)鋼束強度有限的情況下,為了使(shǐ)主梁在頂推施工過程中能夠承受如此大的內力,一個有效的方法是設置臨時墩 。臨時(shí)墩設置在橋梁兩個永久墩之間,將橋梁原先(xiān)的(de)一(yī)跨(kuà)分開成了兩跨,使橋梁(liáng)的跨(kuà)度減小了。在頂推施工過程中,上部結構跨度的減小就會使得(dé)主梁的內力相應地減小(xiǎo)。在(zài)橋梁頂推就位以後,通過(guò)對(duì)梁(liáng)體相應(yīng)位置的後(hòu)期預應力鋼束的張拉,提高(gāo)結構承受荷載的能力,再將臨時墩拆除。這樣,通過(guò)設(shè)置臨時墩,能夠有效地減小主梁在頂推施工過程中的(de)內力,增(zēng)大了頂推法適(shì)用的跨度範(fàn)圍。
現(xiàn)以廣州珠江大橋西橋為(wéi)例說明臨時(shí)墩的設置。珠江西橋跨徑組合為7 ×50 m,通過方案(àn)比選最後采用頂推法施工。擬采用以下兩(liǎng)種方法設置臨時墩: (1) 按一般(bān)的設(shè)計方案(àn),僅在第一跨內設置一個臨時墩,臨時(shí)墩設置在距離第一個永久墩(dūn)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置一(yī)個臨時墩,全橋共設置7 個臨時墩,在頂推施工階段,橋(qiáo)梁的跨徑組合為14 ×25m。施工階段的內力包括(kuò)頂推施(shī)工(gōng)過程(chéng)以及拆除導梁和拆(chāi)除臨時墩過程。兩種情況下的主梁內(nèi)力包絡圖如圖1所示。
從圖中可以看到,每跨都設置一個臨時墩,能夠(gòu)有效地減(jiǎn)少橋梁在頂推施工過程內(nèi)力包絡圖的麵積,從而就能夠減小為了頂推施(shī)工而(ér)需要增加配置的普通鋼筋和預應力鋼筋的(de)數量(liàng),減小主梁的造(zào)價;但是(shì),卻大大增加了臨時(shí)墩的工程量(liàng)和(hé)造價(jià),同時也不能充分發揮頂推(tuī)施(shī)工法(fǎ)的優點。因此在工程實際中一般隻在第一跨內設置一個(gè)臨時墩。
2.臨時墩的應(yīng)用,能夠使主梁在頂推的(de)初始階(jiē)段保持平衡而不會傾覆(fù),如圖2 所示,在珠江大橋(qiáo)西橋的頂推施工方案中,在頂推第一梁段的時候,如果不設置臨時墩,則(zé)結構不能保持穩定,會發生傾覆;而在第(dì)一跨內設置了一個臨時墩(dūn)後(hòu),梁段的頂推(tuī)施(shī)工就(jiù)能夠順利地進行,而不會(huì)發生傾覆失穩。同時(shí),第一跨設置臨時(shí)墩後,能夠協助主梁前端導梁的安裝,不(bú)會使主梁(liáng)前端產生過大的彎矩,避免了應力集中。
3.臨時墩的應用,能夠減少頂推施工過程中的梁體製造誤差,在橋梁的頂推施(shī)工中,最常見的梁(liáng)體製造(zào)誤差(chà)是由新舊梁接縫處端立麵的(de)豎向轉角而引起的(de),見圖3。在橋梁頂(dǐng)推施工過程(chéng)中,由於種種(zhǒng)原因,在澆築新的節段的混(hún)凝土的時(shí)候,實際(jì)的(de)新舊梁接縫與理(lǐ)論的新舊梁接縫有(yǒu)可能會連續地存在著一(yī)個方向一致(zhì)的偏角。這(zhè)就使每一新(xīn)製節段的上下緣長存在一個(gè)差值,如果橋梁的整個梁體分成幾段製造,則梁體上下緣總長之(zhī)差將會累積成一個較大的值,其後果就是使梁體在豎直麵內產生一(yī)個曲(qǔ)率。如果(guǒ)在梁體頂推就位後各墩頂的支座都按設計要求調平,這時由於梁體製造誤差所產生的曲率將會使梁體產生不可忽略二次內力。