邊跨鋼箱梁頂推施工臨時墩基礎檢算與分析

金奇名

（中鐵十局集團有限公司濟南勘察設計院，山東 濟南250101）

0 引言

近年來鋼梁頂推施工工藝在國內應用比較普遍，主要施工工藝有拖拉式頂推、楔進式頂推、步履式頂推[1-4]。某工程采用步履式頂推方式進行施工。頂推施工過程期間，如何保證臨時墩基礎及其他關鍵部位強度、剛度、穩定性等要求，開展全過程頂推施工受力檢算與分析必不可少。

本文以某軌道專用橋邊跨鋼箱梁步履式頂推施工為工程背景，僅分析頂推施工臨時墩基礎在施工全過程中的結構響應。

1 工程概況

該軌道專用橋全橋設計總長1 650.5m，其中主橋跨徑布置為 50+210+600+210+50=1 120（m），為雙塔五跨自錨式懸索橋。邊跨鋼箱梁采用步履式頂推施工[5]，東、西岸邊跨頂推施工總體布置見圖1、圖2所示。

臨時墩采用鋼管結構，臨時墩頂設置分配梁傳遞上部荷載，以臨時墩3為例，材質為Q345B。臨時墩下部均采用鉆孔灌注樁，樁徑1.5m。

2 模型建立

該結構采用M id a s C i v i l2013建立結構分析模型。全橋計算模型如下：

圖1 東岸邊跨頂推施工總體布置圖

圖2 西岸邊跨頂推施工總體布置圖

鋼導梁、鋼箱梁及臨時墩支架均采用空間梁單元模擬，東岸共劃分2 711個節點，4 103個單元，如圖3所示；西岸共劃分2 198個節點，3 348個單元，如圖4所示。東岸鋼箱梁頂推架設共劃分52個施工階段，西岸共劃分58個施工階段。

3 計算相關參數

該模型設定的各計算參數見表1所列。

圖3 東岸整體計算模型

圖4 西岸整體計算模型

表1 樁基礎計算參數一覽表

4 臨時墩基礎檢算結果

4.1 臨時墩檢算荷載（見表2）

表2 臨時墩承臺底面或單墩底面處荷載一覽表

4.2 樁基豎向承載力檢算結果（見表3）

表3 樁基豎向承載力檢算結果一覽表

4.3 樁身強度及樁身穩定性檢算結果（見表4）

表4 樁身強度及樁身穩定性檢算結果一覽表

4.4 樁頂位移檢算結果（見表5）

表5 樁頂位移檢算結果一覽表

4.5 群樁承臺檢算結果（見表6、表7）。

表6 承臺抗彎檢算結果一覽表

表7 承臺抗剪及沖切檢算結果一覽表

5 結語

對東岸臨時墩1～3、西岸臨時墩1～4基礎進行了單樁承載力、樁身強度、樁身穩定性、樁頂位移及承臺強度檢算，得出結論如下：

（1）東岸臨時墩1～3、西岸臨時墩1～4的單樁承載力均可滿足規范要求。

（2）東岸臨時墩1～3、西岸臨時墩1～4的樁基在最不利荷載組合作用下樁身混凝土及鋼筋的強度、樁基穩定性均滿足規范要求。

（3）東岸臨時墩1～3、西岸臨時墩1～4的樁基在最不利荷載組合作用下樁頂橫向位移均滿足規范要求。

（4）東岸臨時墩1～3、西岸臨時墩1～4的樁基在最不利荷載組合作用下承臺強度均滿足規范要求。

比較而言，西岸臨時墩4樁基礎的單樁豎向承載力安全系數為2.58，為所有樁基中的最小值；樁身混凝土和鋼筋應力為最大；樁頂橫向位移達5.37mm，接近容許位移6mm，應限制其自由長度。總體而言，西岸臨時墩4樁基礎的受力在所有樁基中偏于不利，施工過程中應加強監測和檢查。