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摘要：通过对滨州黄河公铁两用特大桥主桥钢梁架设临时墩设计，阐述水上钢管桩临时墩结构设计方法和技巧。
关键词：大桥 钢梁 临时墩 膺架架设法 剪力 钢管桩
大跨度钢桁梁架设临时支架设计往往是桥梁的安全保障，也是成本控制的主要项目，因此，临时支架的方案选定和设计是个非常重要的步骤，本文以滨州黄河公铁两用特大桥主桥钢桁梁架设为例介绍黄河上大型桥梁架设临时支架设计。
一、工程概况
滨州黄河公铁两用特大桥，选址于黄河三角洲，是黄河上建成的第一座公路铁路两用大桥，是连接环渤海经济圈铁路的重要组成部分。该桥是由铁路桥和公路桥两部分组成，跨越黄河主河槽的主桥采用公路在上、铁路在下的双层布置方式，铁路桥长约7公里，公路桥长约4公里。主桥主跨采用120+3×180+120五跨一联的平弦连续钢桁梁结构，跨度长约180米。其中单跨180米的跨度，刷新了亚洲同类桥型中“第一跨度”的纪录。
滨州黄河公铁两用特大桥主桥钢梁为单向架设。
二、方案选择
根据现场地形、地貌及地质情况，主桥共5跨，其中0#~1#跨及4#~5#跨为120m跨位于河滩上，宜采用膺架架设法，此方法设计简单，能更好地保证桥梁设计曲线，安全可靠。1#~4#墩跨三跨均为180m跨，位于黄河主河道上，满铺膺架法难以实现，且成本很高，采用悬臂架设法比较经济，经计算，因钢梁设计为连续结构，若悬臂架设全跨，钢梁无法承受悬臂荷载，应在跨中适当位置设置一个临时支墩，减小悬臂长度，形成连续梁结构形式，减少钢梁承受的弯矩和剪力。
综上分析，0#~1#跨及4#~5#跨采用膺架架设法，1#~4#三跨采用跨中设临时支墩的悬臂架设法，根据设计要求，在跨中100m处设置一个临时墩，临时墩设计荷载为12000KN，如下图所示：
三、临时墩计算及设计
根据现场施工情况和地质报告，采用φ720mm钢管群柱型式，钢结构承台。
（一）工程地质情况分析
工程地质情况，桥址区覆盖层厚度大于100m，地层有一定的沉积韵律，以第四条河流冲积查的粘土，粉质粘土、粉土及粉细砂为主30m以下的土层中含有少量姜石，其粒径一般小于5cm，多为1~2m。
桥墩冲刷，临时结构桥墩采取10~15年局部冲刷高程。根据勘察设计院提供如下数据：
10~15年局部冲刷高程
（二）根据以上地质情况分析，采用摩擦及部分端承桩型。
根据现场施工经验桩基进入土层仅28m。
（三）临时墩受力计算
采用震动打入钢管桩。
震动打入钢管桩，承载力[P]=1/2（U∑αiLi*fi+ARα）
其中：
[P]——桩的轴向容许承载力（KN）。
U ——桩截面周长（m）=3.14*0.72=2.2608
Li ——各土层厚度（m）
A ——桩底支承面积（m2）=3.14*0.36*0.36=0.406944
αi、α——分别表示震动沉桩时对各土层桩周摩阻力和桩底承压力的影响系数。
fi ——桩周土的极限承载力（KPa）
R ——桩底土的极限承载力（KPa）
各桩基计算承载力如下：
（三）桩型布置
根据以上计算结果，桩型布置如下：
四、结束语
在设计计算过程中，临时墩荷载未计结构本身结构，且在设计院要求荷载外未计计安全系数，但在实际施工过程中，临时墩结构完全能够符合架设要求，主要原因是施工过程中并未出现10~15年一遇的局部冲刷线，但若真的出现了10~15年一遇的洪水，拟采用抛砂包另做围护的方法护住钢管桩覆土，以免冲刷过多。综上，在临时结构设计时，既要确保安全也要考虑影响结构安全的主要因素，本次设计计算中，冲刷线与河床底标高相差达15m以上，冲刷线以上的摩擦力与冲刷线以下的摩擦力大小相当，这无形中也是一种安全储备。
关键词：大桥 钢梁 临时墩 膺架架设法 剪力 钢管桩
大跨度钢桁梁架设临时支架设计往往是桥梁的安全保障，也是成本控制的主要项目，因此，临时支架的方案选定和设计是个非常重要的步骤，本文以滨州黄河公铁两用特大桥主桥钢桁梁架设为例介绍黄河上大型桥梁架设临时支架设计。
一、工程概况
滨州黄河公铁两用特大桥，选址于黄河三角洲，是黄河上建成的第一座公路铁路两用大桥，是连接环渤海经济圈铁路的重要组成部分。该桥是由铁路桥和公路桥两部分组成，跨越黄河主河槽的主桥采用公路在上、铁路在下的双层布置方式，铁路桥长约7公里，公路桥长约4公里。主桥主跨采用120+3×180+120五跨一联的平弦连续钢桁梁结构，跨度长约180米。其中单跨180米的跨度，刷新了亚洲同类桥型中“第一跨度”的纪录。
滨州黄河公铁两用特大桥主桥钢梁为单向架设。
二、方案选择
根据现场地形、地貌及地质情况，主桥共5跨，其中0#~1#跨及4#~5#跨为120m跨位于河滩上，宜采用膺架架设法，此方法设计简单，能更好地保证桥梁设计曲线，安全可靠。1#~4#墩跨三跨均为180m跨，位于黄河主河道上，满铺膺架法难以实现，且成本很高，采用悬臂架设法比较经济，经计算，因钢梁设计为连续结构，若悬臂架设全跨，钢梁无法承受悬臂荷载，应在跨中适当位置设置一个临时支墩，减小悬臂长度，形成连续梁结构形式，减少钢梁承受的弯矩和剪力。
综上分析，0#~1#跨及4#~5#跨采用膺架架设法，1#~4#三跨采用跨中设临时支墩的悬臂架设法，根据设计要求，在跨中100m处设置一个临时墩，临时墩设计荷载为12000KN，如下图所示：
三、临时墩计算及设计
根据现场施工情况和地质报告，采用φ720mm钢管群柱型式，钢结构承台。
（一）工程地质情况分析
工程地质情况，桥址区覆盖层厚度大于100m，地层有一定的沉积韵律，以第四条河流冲积查的粘土，粉质粘土、粉土及粉细砂为主30m以下的土层中含有少量姜石，其粒径一般小于5cm，多为1~2m。
桥墩冲刷，临时结构桥墩采取10~15年局部冲刷高程。根据勘察设计院提供如下数据：
10~15年局部冲刷高程
（二）根据以上地质情况分析，采用摩擦及部分端承桩型。
根据现场施工经验桩基进入土层仅28m。
（三）临时墩受力计算
采用震动打入钢管桩。
震动打入钢管桩，承载力[P]=1/2（U∑αiLi*fi+ARα）
其中：
[P]——桩的轴向容许承载力（KN）。
U ——桩截面周长（m）=3.14*0.72=2.2608
Li ——各土层厚度（m）
A ——桩底支承面积（m2）=3.14*0.36*0.36=0.406944
αi、α——分别表示震动沉桩时对各土层桩周摩阻力和桩底承压力的影响系数。
fi ——桩周土的极限承载力（KPa）
R ——桩底土的极限承载力（KPa）
各桩基计算承载力如下：
（三）桩型布置
根据以上计算结果，桩型布置如下：
四、结束语
在设计计算过程中，临时墩荷载未计结构本身结构，且在设计院要求荷载外未计计安全系数，但在实际施工过程中，临时墩结构完全能够符合架设要求，主要原因是施工过程中并未出现10~15年一遇的局部冲刷线，但若真的出现了10~15年一遇的洪水，拟采用抛砂包另做围护的方法护住钢管桩覆土，以免冲刷过多。综上，在临时结构设计时，既要确保安全也要考虑影响结构安全的主要因素，本次设计计算中，冲刷线与河床底标高相差达15m以上，冲刷线以上的摩擦力与冲刷线以下的摩擦力大小相当，这无形中也是一种安全储备。