連續(xù)梁懸臂施工臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)與檢算

丁 東

（昆明市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，云南昆明 450061）

0 前言

隨著路網(wǎng)交通日益發(fā)展，線路交叉是不可避免的，當(dāng)交角較小時(shí)，高速公路跨越現(xiàn)狀道路、鐵路等，在不影響交通的情況下，要滿足限界及施工安全要求時(shí)，上跨橋梁跨度一般很大。為了降低造價(jià)和施工難度，橋梁通常采用連續(xù)梁。懸臂施工是連續(xù)梁常見的一種施工方法，該方法在跨河、跨路等有較好的優(yōu)勢。

連續(xù)梁施工時(shí)，由于各種偶然因素，會(huì)在實(shí)際施工中可能出現(xiàn)不平衡荷載及一些極端情況。為了克服不平衡荷載的影響，確保梁體施工期間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全，需對梁體施工時(shí)實(shí)施臨時(shí)固結(jié)措施。

本文結(jié)合臨離高速公路匝道橋上跨太中銀鐵路客運(yùn)專線隧道（38+60+38）m連續(xù)梁為例，詳細(xì)介紹臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)、檢算及拆除方案。

1 工程概述

臨離高速上跨太中銀鐵路隧道匝道橋?yàn)椋?8+60+38）m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。橋梁采用單箱單室截面，橋?qū)挒?.5 m。箱梁支點(diǎn)處梁高3.8 m，跨中梁高1.8 m，梁高按1.6次拋物線Y＝0.009740283X1.6變化。

主梁采用掛籃懸臂澆筑施工，箱梁頂寬8.5 m，底寬4.5 m，共分6個(gè)節(jié)段。箱梁0號(hào)塊長5.5 m，1號(hào)塊長3.5 m，2號(hào)～6號(hào)塊長4 m，合龍段2.0 m，施工最大懸臂長度為29 m。

2 臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)

懸臂施工時(shí)，常采用的臨時(shí)固結(jié)方法一般有以下幾種：

（1）墩頂預(yù)埋鋼筋和硫磺砂漿臨時(shí)固結(jié)墊塊組成的墩梁固結(jié)；

（2）墩頂預(yù)埋鋼筋和砂筒組合成墩梁固結(jié)；

（3）鋼管混凝土或鋼筋混凝土立柱與柱內(nèi)預(yù)埋鋼筋組合成墩梁固結(jié)；

（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋與鋼管組合成墩梁固結(jié)。

該項(xiàng)目采用墩頂預(yù)埋鋼筋和硫磺砂漿臨時(shí)固結(jié)墊塊組成的墩梁固結(jié)方式，在永久支座墊石兩側(cè)設(shè)置臨時(shí)固結(jié)，每側(cè)兩個(gè)共四個(gè)臨時(shí)固結(jié)，每個(gè)臨時(shí)支座寬50 cm，長175 cm，頂面標(biāo)高與永久支座一致。采用C50混凝土，每個(gè)臨時(shí)固結(jié)內(nèi)設(shè)置15根Φ32精軋螺紋鋼筋，下端錨固在墩身延伸至承臺(tái)中1.5 m，穿過臨時(shí)固結(jié)在箱梁頂板上錨固。臨時(shí)固結(jié)方案見圖1所示。

3 臨時(shí)固結(jié)檢算

3.1 不平衡荷載計(jì)算

連續(xù)梁懸臂施工時(shí)，由于各種偶然因素會(huì)引起主墩兩側(cè)的荷載不平衡。懸臂施工時(shí)的荷載包括正常荷載和偶然荷載，在最大懸臂狀態(tài)下，設(shè)計(jì)中需考慮一下幾種工況。

3.1.1 梁體不均衡荷載

考慮設(shè)計(jì)與施工時(shí)的梁體澆筑的不均勻，一側(cè)懸臂梁段澆筑增加5%，另外一側(cè)減少5%。

3.1.2 施工機(jī)具和材料

考慮施工需要，梁體上堆放施工機(jī)具和材料，考慮最不利情況，一側(cè)節(jié)段懸臂端作用100 kN的集中力，懸臂上作用5 kN/m的均布力。

3.1.3 梁段施工不同步

考慮梁段不同步施工，一側(cè)完成節(jié)段施工，另外一側(cè)施工節(jié)段一半。

3.1.4 施工動(dòng)力荷載

考慮現(xiàn)澆梁段和掛籃1.2的動(dòng)力系數(shù)產(chǎn)生的彎矩。

3.1.5 風(fēng)荷載

考慮僅一側(cè)懸臂作用風(fēng)荷載，另外一端空載的情況。

圖1 臨時(shí)固結(jié)方案示意圖（單位：cm）

經(jīng)計(jì)算得知，最不利荷載工況下，豎向力N=11580 kN，最大不平衡彎矩19282 kN·m。

3.2 強(qiáng)度檢算

3.2.1 鋼筋抗拉強(qiáng)度檢算

經(jīng)計(jì)算，臨時(shí)錨固支撐最大壓力為：

F1=23769 kN

最大拉力為：

F2=-12189 kN

根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/T D62-2004）規(guī)定，JL32精軋螺紋鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：fpd=770 MPa，單根抗拉力設(shè)計(jì)值為：T=Apfpd=619 kN。

設(shè)計(jì)中單根精軋螺紋鋼筋的最大拉力值為：1.3，滿足要求。

3.2.2 鋼筋的錨固深度檢算

根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》，JL32精軋螺紋鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：fpd=770 MPa，墩身、承臺(tái)混凝土采用C40，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：ftd=1.65 MPa，即：

設(shè)計(jì)中錨固深度為3.5 m和3.0 m，均滿足要求。

3.2.3 混凝土抗壓強(qiáng)度檢算

根據(jù)計(jì)算臨時(shí)錨固支撐最大壓力為：

在受壓側(cè)的臨時(shí)固結(jié)面積取值0.5×1.75×2=1.75（m2），安全系數(shù)滿足抗壓承載力要求。

3.3 穩(wěn)定檢算

根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）第5.2.8條，橋梁臨時(shí)錨固在自重和風(fēng)荷載等作用下應(yīng)保證傾覆穩(wěn)定性，其抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)不小于1.3。

單根JL32精軋螺紋鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)值T=Apfpd=619 kN，經(jīng)計(jì)算受拉側(cè)最大反力F2=-12189 kN。為了保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定，需設(shè)置精軋螺紋鋼筋根數(shù)n=20根，設(shè)計(jì)文件中精軋螺紋鋼筋單側(cè)共布置30根，穩(wěn)定系數(shù)為1.5，滿足要求。

4 臨時(shí)固結(jié)拆除方案

該橋臨時(shí)固結(jié)采用在橋墩頂面上澆筑一層5 cm厚硫磺砂漿墊石，砂漿中預(yù)埋電阻絲，拆除時(shí)只需對電阻絲通電至硫磺融化即可輕松拆除臨時(shí)固結(jié)。為了保證拆除臨時(shí)固結(jié)不對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，臨時(shí)固結(jié)側(cè)面采用膠皮或海綿與永久支座墊石隔開，頂面刷油漆與箱梁底板混凝土隔開。

5 結(jié)語

通過上述工程實(shí)例的詳細(xì)闡述，可為連續(xù)梁懸臂施工臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)與檢算內(nèi)容和過程提供參考。

[1]張繼堯，王昌將.懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]雷俊卿.橋梁懸臂施工與設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3]JTGD62-2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].