懸臂現澆梁邊跨現澆段利用掛籃施工技術研究

陳 偉

中鐵十一局集團第五工程有限公司

1 工程概況

某橋為27+48+27m預應力連續梁橋，箱梁為單箱單室、變高度、變截面箱梁，底板、腹板、頂板局部向內側加厚，均按直線線性變化，計算跨度27+48+27m，中支點截面中心線處梁高4m，跨中直線段及邊跨直線段截面中心線處梁高2m，梁底下緣二次拋物線變化，由于邊跨墩柱高度較高，沒有條件設置邊跨現澆段的支撐體系，施工時采用掛籃現澆邊跨現澆段的施工方案。連續梁墩頂臨時固結支座對稱設置在永久支座兩側的箱梁腹板處，根據設計要求在墩頂設四個臨時固結支座，每個臨時固結支座內布置40 根Φ32 螺紋鋼筋束，間距100mm，埋入墩內100cm，埋入梁體100cm。并設置12 的箍筋以及水平鉤筋，臨時固結支座尺寸為90cm×90cm，澆筑C50混凝土作為臨時固結支座，當主筋與墩帽、梁體底板鋼筋以及預應力筋沖突時應調整臨時固結鋼筋。臨時固結支座頂底面各設一薄層隔離層，隔離層用兩層油氈制作，以便在合龍后拆除臨時支座時碰傷墩頂及梁底混凝土。

圖1 臨時固結支座大樣圖

2 不平衡彎矩計算

采用掛籃進行現澆段施工時，所產生的不平衡彎矩主要為一側混凝土及施工荷載。

單側采用掛籃現澆混凝土時，邊跨現澆段1段，邊跨現澆段長4.6m，總重152.51t（57.551m3），按最不利受力情況考慮，掛籃承擔部分長度3.14m，重87.453t（33.001m3），掛籃重50.3t。

偏心力距取最大值，即L=16.6m（下同）

施工荷載產生偏心彎矩：

施工荷載：

振搗荷載產生偏心彎矩：

振搗混凝土產生的荷載：

產生的傾覆彎矩為：

因此不平衡荷載對靠近偏載一側臨時支座產生的偏心彎距為：

3 橋墩及臨時支座計算

3.1 臨時支座強度驗算

連續梁合龍前，發生偏載時，臨時支座所受豎向荷載為：箱梁自重、掛籃重量及偏心彎矩產生的荷載，按線荷載考慮為99.8kN/m、掛籃每側重量503kN，掛籃承擔部分長度3.14m，重87.453t（33.001m3），施工荷載如上所述：

解得支座反力為：

臨時支座設計為C50，截面A＝900×900＝810000mm2

C50混凝土軸心抗壓強度設計值為：

其承載力為：

臨時支座受力滿足要求。

3.2 梁體臨時支座處驗算

由構件自重g1產生的混凝土截面正應力：

滿足要求。

3.3 橋墩結構計算

為了安全起見，取臨時支座一下混凝土計算面積為凈面積。根據混凝土結構設計原理得：

原承載能力：

得：Nu= 43675.6kN

（1）橋墩承載能力驗算：

C35 混凝土軸心抗壓強度設計值9.6MPa，則混凝土局部受壓滿足受力要求。經驗算，橋墩承載能力及局部混凝土抗壓能夠滿足設計要求。

4 掛籃結構抗傾覆驗算

在澆筑混凝土時，掛籃主構架后端通過精軋螺紋鋼錨固于已經澆筑好的混凝土梁體上，為保證施工安全，驗算此種荷載組合下的掛籃后錨點的安全性。

圖3 掛籃主桁架反力

由圖可知，現澆段混凝土作用下吊桿及后錨點的最大軸力為785.34kN。主桁架的后錨筋采用PSB830Φ32精軋螺紋鋼筋。

單側后錨點澆筑現澆段時，采用Φ32精軋螺紋鋼筋6根，則可提供錨固力為：

N提供=6A[σ螺紋鋼]=6×3.14×322/4×830×10-3=3335.9kN

其安全儲備為：

故：滿足安全要求。

5 配重

為消除不平衡彎矩，需配重，掛籃主要受力都有后錨進行，距離墩中心16.6m，位于4號塊上，根據力矩分配的方式進行，需配重在對應4和5號塊上，平均距離墩中心19m，具體配重：

根據M中=M邊原則：

6 結論

根據上述計算可知，采用掛籃體系作為現澆段混凝土澆筑施工時，橋墩承載力、橋墩與臨時支座連接處混凝土局部抗壓、臨時支座結構、掛籃體系結構穩定性均能滿足要求。鑒于現場實際情況，采用掛籃施工時，為了橋梁結構的安全性，采用配重的方式進行。