懸臂澆筑箱梁施工臨時固結檢算

摘要：懸臂現澆箱梁因具有大跨度的優勢，在跨越公路、河流等地段時被廣泛使用，在施工中，工藝比較繁瑣，主墩臨時固結設計及施工安全是懸澆段合龍前施工安全和質量的保證。本文針對新通揚河大橋的施工實踐，通過施工過程各種不同荷載的分析，對本橋主墩臨時固結的設計進行了全面的檢算。

關鍵詞：懸臂;箱梁;臨時固結;檢算

引言

懸澆連續箱梁在分段懸臂澆筑過程中，永久支座不能承受施工中產生的不平衡力矩，施工中需要采用臨時固結措施，以提供豎向支撐及抵抗施工中產生的各種不平衡力矩，保證T構平衡。施工臨時固結，應經過精確安全計算，并確保其施工質量。

1、工程概況

新通揚河大橋位于南通市海安縣，主橋為50m+85m+50m三跨變截面預應力混凝土連續箱梁，上跨三級航道新通揚河運。箱梁寬17m，圓端形橋墩，尺寸為11.4m*3m，在兩側各有1.0m圓弧，采用掛籃對稱懸臂澆筑施工。

2、設計圖中臨時固結概述

墩頂兩側臨時固結墊塊采用C50混凝土條形塊，為方便以后拆除，分上下兩層，中間設2cm厚硫磺砂漿。單側條形塊平面尺寸為：9.4m*0.5m，高度為0.6m（墩頂至梁底）。

Φ32精軋螺紋鋼每側60根，均距橋墩中心線距離為1.3m，每根預埋到墩身及梁體0#塊內各3.25m。

3" 臨時固結檢算

3.1 設計假定

根據新通楊河大橋施工圖中，對于主橋施工過程中單“T”構的施工工況設計，結合本橋的合龍順序（先邊跨后中跨）進行驗算，設計的不平衡荷載有：

（1）一端堆放的材料、機具按1.5kN/m²*17m=25.5KN/m計，作用在一側最后兩個節段內，另一側空載。

（2）施工中一側懸臂端部作用200KN集中力，另一側空載。

（3）全套掛籃重量620kN，一側動力系數取1.2，另一側取0.8。

（4）最大懸臂時，一端承受最大風載，另一端空載。風載按6級風計，風壓強度200Pa，則17m×200=3.4kN/m

（5）考慮箱梁自重的不均勻性，一側懸臂自重增加3%，另一側為設計重量。

（6）邊跨合攏時，合攏段與吊架重量的50%按500kN計。

3.2 求懸臂節段重量合力力臂

各節段參數表

從上表可得懸臂節段合力G作用點距橋墩中心線：

X= 323919/19581=16.542m

3.3 求臨時固結最不利狀態下的受力數值

3.3.1工況一計算

工況描述：最后一個塊件（11#）施工時，出現下列不平衡力：

①一側箱梁自重增加3%，另一側為設計重量。

②一側塊件末端有200kN集中力，另一側無。

③掛籃設備620kN作用于10#塊件與11#塊件之間，一側動力系數取1.2，另一側取0.8。

④一側施工機具荷載25.5kN/m作用在一側10#、11#塊件內，另一側空載。

⑤一側風荷載3.4kN/m（上），另一側空載。

（1）以B點為支點，根據力矩平衡原理，求A點支反力

集中力+掛籃設備（B側）+箱梁自重（G2）+工機具+風荷載=掛籃設備（A側）+箱梁自重（G1）+A點臨時錨固力矩：

200*（41.5-1.3）+620*1.2*（38-1.3）+103%*19581*（16.542-1.3）+25.5*7*（38-1.3）+3.4*41.5*（41.5/2+1.3）=620*0.8*（38+1.3）+19581*（16.542+1.3）+2.6Ra

經計算得出：Ra= -6324.5kN（↑）

（2）以A點為支點，根據力矩平衡原理，求B點支反力

集中力+掛籃設備（Rb側）+箱梁自重（G2）+工機具+風荷載=掛籃設備（Ra側）+箱梁自重（G1）+ B點臨時錨固力矩：

200*（41.5+1.3）+ 620*1.2*（38+1.3）+ 103%* 19581*（16.542+1.3）+ 25.5*7*（38+1.3）+ 3.4* 41.5*（41.5/2-1.3）= 620*0.8*（38-1.3）+ 19581*（16.542-1.3）+ 2.6Rb

經計算得出：Rb=34902.5kN（↑）

3.3.2工況二計算

工況描述：邊跨合攏段施工時，有下列不平衡荷載

①一側箱梁自重增加3%，另一側為原設計重量。

②邊跨合攏段混凝土與吊架重量和的50%為500kN，作用在11#塊件末端。

③一側施工機具荷載25.5kN/m作用在一側10#、11#塊件內，另一側空載。

④一側風荷載3.4kN/m（上），另一側空載。

（1）以B點為支點，求A點支反力：與工況一計算理論相同：Ra=-4690.3kN（↑）

（2）以A點為支點，求B點支反力：Rb=39442.7 kN（↑）

3.3.3工況三計算

工況描述：最后一個塊件（11#）施工完成后，退移掛籃時一側掛籃脫落。有下列不平衡力：①一側箱梁自重增加3%，另一側為設計重量。②掛籃設備（按620kN計）退移時一側脫落。③一側風荷載3.5kN/m（上），另一側空載

（1）以B點為支點，求A點支反力：與工況一計算理論相同：得出：Ra=-6189.1kN（↑）

（2）以A點為支點，求B點支反力：Rb=34039.3kN（↑）

3.3.4工況四計算

工況描述：①最后一個塊件（11#）澆筑即將完成時，一側掛籃連同11#塊件脫落，另一側混凝土澆筑完成，即一側只有10個塊件，另一側有11個塊件加掛籃重量，另有不平衡力：一側箱梁自重增加3%，另一側為原設計重量。

求10個塊件時合力作用時合力臂：

X=ΣM/ΣG=279062/18060=15.45m

（1）以B點為支點，求A點支反力：與工況一計算理論相同：Ra=10634.6kN（↓）

（2）以A點為支點，求B點支反力：Rb=53634.6kN（↑）

3.3.5臨時固結的受力檢算結果

（1）根據以上計算結果，得出最大拉力及壓力出現在工況四：

Ra=10634.6 kN（↓）

Rb=53634.6 kN（↑）

（2）壓力檢算：

臨時固結墊塊混凝土抗壓強度f=N/A=53634.6KN/4.7m2=11.4MPalt;28.5 MPa（C50混凝土軸心抗壓強度設計值），施工安全。

（3）拉力檢算：

Φ32精軋螺紋鋼標準強度標準值為785MPa，按設計圖紙張拉控制力0.9*785=706.5 Mpa，公稱截面積804.2mm²，

需要預埋羅紋鋼數量：

10634.6/（804.2*785/1000）=17（根）lt;30根，施工安全。

（4）精軋羅紋鋼在混凝土中錨固長度檢算

根據《混凝土結構設計規范》，精軋羅紋鋼需要錨入墩身長度：

L=K*a*（fy/ft）*d=2*0.14*（706.5/2.15）*3.2=294cm。設計圖中，每根精軋羅紋鋼錨入墩身及0#塊各3.25m，施工安全。

4" 結束語

通過理論計算，連續梁在墩頂設置臨時固結，用精軋羅紋鋼作為拉桿，臨時混凝土支墩作為承壓構件，完全能夠承受施工中出現的各種不利狀況，施工操作簡便靈活。相比鋼管支墩臨時固結節約了施工成本，并且很好的解決了主墩在高水位、深基坑時的施工難題，在懸澆連續梁施工中具有較強的推廣價值。

參考文獻：

[1] 混凝土結構設計規范，GB50010-2010.

[2] 周水興，何兆益. 路橋施工計算手冊. 人民交通出版社，2001.

[3] 王永巖. 理論力學. 科學出版社，2007.