湯池特大橋60+100+60m連續梁墩梁臨時固結施工設計

趙志全

摘要：本文結合新建鐵路東北東部鐵路通道前陽至莊河段湯池特大橋（60+100+60）m懸臂澆筑預應力混凝土連續梁墩梁臨時固結施工實例，詳盡的論述了墩梁臨時固結施工工藝中的技術難點及技術重點、臨時固結、臨時支座結構施工設計及固結設計驗算指標、施工工藝流程及操作要點等內容。由于該項施工設計簡捷明了，在實踐中收到了十分理想的效果。

Abstract： Based on the example of the temporary consolidation construction of the pier and beam of the （60 + 100 + 60） m cantilever pouring prestressed concrete continuous beam of Tangchi super large bridge in Qianyang-Zhuanghe Section of the northeast east railway passage of the new railway， this paper discusses in detail the technical difficulties and key points in the construction technology of pier beam temporary consolidation， construction design of temporary consolidation and temporary support structure and consolidation design checking index， construction process and operation key points. As the construction design is simple and clear， it has received very ideal effect in practice.

關鍵詞：連續梁;墩梁;臨時固結;施工設計

Key words： continuous beam;pier beam;temporary consolidation;construction design

中圖分類號：U443.22 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）19-0137-03

1 ?工程概況

新建鐵路東北東部鐵路通道前陽至莊河段湯池特大橋，橋梁全長1701.6m。其中19#～22#墩設計為（60+100+60）m懸臂澆筑連續梁，梁全長221.5m。湯池特大橋沿途跨越201國道、既有公路集龍線、湯池河，施工用地多為旱田地，地勢平緩。

箱梁橫截面為單箱單室、變截面、變高度、直腹板形式，頂板的厚度一般為40cm、50cm，中支點加厚至75cm，邊支點加厚至65cm;腹板厚度分為60～80cm、80～100cm，按折線變化;底板的厚度為40～100cm，按園曲線變化至梁根部。中支點處加厚至156cm。頂板寬度12.2m，底板寬度6.8m，在中間支座5.2m范圍內加寬到8.0m。箱梁高度沿著縱向按二次拋物線變化，中支點梁高7.5m，邊支點和跨中梁高4.5m。

箱梁設計采用C55混凝土，豎向預應力鋼筋采用？準25mm高強度精軋螺紋鋼筋，型號PSB930，抗拉強度標準值為930MPa。

設計文件說明書中標明施工掛籃、模板、機具、人群等臨時施工荷載按1000kN計算。

2 ?工程的重點和難點

2.1 橋梁主墩概況

墩身設計為C40實體鋼筋混凝土。墩身頂帽尺寸橫橋向寬10.4m、順橋向長4.2m。墩頂平面圖如圖1所示。

2.2 懸澆梁概況

全橋共分為51個梁段，T構每側懸澆12個節段，總計懸澆48個節段。中支點O號梁段長度12m，懸澆梁段分成3.0m、3.5m及4m，合攏段長2m，邊跨直線段長度9.75m，最大懸臂澆筑塊1794.0kN。

2.3 大跨度連續梁臨時固結施工的難點和重點是精軋螺紋錨固鋼筋在墩身內的定位固定及墩頂的高空作業安全。

3 ?墩梁臨時固結及臨時支座結構施工設計

3.1 墩梁臨時固結

本方案以最高邊墩19#墩為設計對象，22#墩邊跨梁段支撐架參考本方案施工，由現場技術人員對號調整。本邊跨現澆梁模板支撐架施工技術方案采用倚墩式落地支撐架。為充分利用施工現場自有材料，施工方案就地取材。支架優先采用現場既有的I56工字鋼。為增強支撐架的整體穩定性和支撐能力，模板支撐架按倚靠式支撐架結構設計。

臨時固結結構設計，依據設計及規范文件相關要求，墩梁臨時固結結構設計視永久橋梁支座不受力，按照以臨時的固結結構來承擔懸澆梁的全部荷載及最大傾覆彎矩設計。

在橋梁永久支座的外側墩帽邊緣處設置臨時支座，條形布置，每座墩頂布置四條。平面布置寬度60cm、長度2×300cm，從墩頂至梁底全高。臨時支座采用C40混凝土，采用32根直徑？準32mm鋼筋抗傾覆錨固、精軋螺紋鋼筋錨栓標準強度[σ]=830MPa（型號PSB830），每根錨固鋼筋長度大于4m，錨固鋼筋布置在對應于箱梁腹板處，使其既能承受上部豎向壓力，又能承受不平衡傾覆彎矩。

本橋墩梁T構臨時固結方案采用梁與墩身的體內固結方案。

3.2 臨時支座結構

大多做法在臨時支座內加設5cm厚電熱絲硫磺砂漿夾層。根據以往的施工經驗，由于墩身和梁體散熱量極大，電熱絲加熱無法達到硫磺砂漿熔化程度，臨時支座還是直接鑿除。因此，本方案支座直接采用鋼筋混凝土結構。

臨時固結支座采用C40鋼筋混凝土，采用直徑Φ32mm、標準強度為830MPa的精軋螺紋鋼筋抗傾覆錨固。分別布置在20#、21#墩頂上。

每個主墩墩頂布置前后四條臨時支座，臨時支座沿橋向距離墩中心180cm。每條臨時支座尺寸橫橋向2×300cm（長）×順橋向60cm（寬）。

每個主墩共設置32根直徑Φ32mm、標準強度為830MPa的精軋螺紋錨固鋼筋。考慮曲線向內偏心彎矩的影響，曲線內外不對稱布置，曲線外側臨時支座布置9根、曲線內側臨時支座布置7根。布置在臨時支座內，對應腹板位置，布置間距大約20cm，服從箱梁預應力孔道位置的調整。代入錨墊板錨固，埋入墩身和梁體內的單端長度應大于1.5m，每根精軋螺紋長度應大于4.0m。具體布置尺寸詳見圖2所示。

4 ?臨時固結設計主要驗算及用料技術標準

4.1 臨時固結設計主要驗算

①墩梁臨時固結設計荷載。

最大豎向反力：N=45210kN;

最大不平衡彎矩：M=104575kN·m。

②主要設計驗算指標。

臨時支座選用C40混凝土。其標準抗壓強度為fck=26.8MPa，其強度安全系數大于1.5，滿足要求。

抗傾覆錨固鋼筋每側臨時支座內錨固鋼筋為16根，每個T構合計需要32根Φ32mm、標準強度[σ]=830MPa（型號PSB830）精軋螺紋鋼筋。考慮曲線向心抗傾覆作用，采用不對稱布置方式，曲線外側支座內布置9根，曲線內側支座布置7根精軋螺紋鋼筋。安全儲備系數大于K=1.5，滿足要求。

4.2 用料技術標準

采用直徑為32mm、標準強度不小于830MPa的精軋螺紋鋼筋為抗傾覆錨固鋼筋。臨時支座混凝土為強度標號應大于C40。墩身內加強筋布置見圖3。

5 ?施工工藝流程及操作要點

5.1 施工工藝流程

抗傾覆錨固鋼筋應和墩身同時施工。墩身混凝土澆筑施工完成后，在墩頂立模澆筑臨時支座混凝土。抗傾覆錨固鋼筋的上段，直接澆筑在箱梁體內。施工工藝流程見圖4。

5.2 臨時固結施工操作要點

①用于錨固的精軋螺紋鋼筋下料及錨板的制作與安裝精軋螺紋鋼筋的下料應采用無齒鋸切割，不得使用乙炔氣火焰切割。下料長度誤差控制在10mm內。

采用20mm厚Q235鋼板制作錨板，100mm等邊長方形板，中間鉆35mm孔。錨板的固定，可輕微點焊錨板與螺帽，不得損傷螺桿與螺帽。

錨板和螺帽，與鋼筋固定架綁扎或者點焊連接，防止螺帽脫落。錨桿端部加強配筋詳見圖5所示。

②錨固鋼筋準確定位及誤差控制。錨固鋼筋高出墩頂，相對不穩。可在鋼模板及墩身主筋上用點焊接固定，要確保錨固筋安裝位置精準。錨固筋長度誤差要嚴控在15mm內。

③加強鋼筋網片布置。錨固鋼筋抗拔力集中，要增強墩身錨固筋所在位置局部混凝土抗剪力的強度，故在錨板位置增加設置雙層鋼筋網片（？準10mm），網片不小于50cm×100cm，網片間距100mm，鋼筋間距50mm。墩身內錨桿下加強鋼筋網片布置詳見圖6所示。

箱梁本身鋼筋密集，故不增設抗剪加強鋼筋。

為防止墩頂混凝產生裂紋，因墩頂沒有鋼筋網片設計，因此將Φ12mm螺紋鋼筋網片預埋在臨時支座底下的墩頂200mm厚度內，間距為100mm布設鋼筋，埋設在臨時支座下的鋼筋網片要大于支座200mm。

④安裝臨時支座模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土。從經濟角度考慮可采用普通模板用于臨時支座結構。

臨時支座屬于矮柱受壓桿件。為增強整體抗壓能力，按鋼筋混凝土設計規范相關規定，設置水平約束網片。網片鋼筋為直徑10mm普通鋼筋，水平網格間距200mm，上下兩層間距約200mm。隨著混凝土澆筑進度逐層放置鋼筋網片。

混凝土澆筑工藝，無特殊要求。

為防止混凝土表面和內部收縮不勻而開裂，待其初凝后，應加以苫蓋保溫梁底坡度與臨時支座頂面坡度應相一致。

⑤拆除臨時固結體系。臨時固結結構隨著合攏段的合攏步驟拆除。在合攏段加勁型鋼支撐安裝后與合攏段混凝土澆筑前，鑿除合攏段一側的臨時支座混凝土。

拆除臨時支座的方法很多，常用的方法有排鉆眼，切割，鎬鏟除等，可根據具備的工具情況及現場實際情況選擇施工方法。

針對預留鋼筋，可在合攏段縱向預應力張拉后切除其錨固鋼筋。

6 ?結束語

新建鐵路東北東部鐵路通道前陽至莊河段湯池特大橋（60+100+60）m懸臂澆筑預應力混凝土連續梁工程，是全線的節點控制項目，安全、質量、工期必須保證，否則將影響架梁通道的暢通，為此在施工要點上加以重視。

錨固鋼筋必須垂直受力，位置必須準確，加固必須牢靠。施工中嚴防精軋螺紋錨固鋼筋被電焊燒傷。錨固鋼筋的布置位置，應以箱梁預應力管道為主，可適當調整。

臨時支座的拆除時間，按照鐵路橋涵施工技術規范的相關規定為先解除。即在合攏段加勁型鋼支撐形成能力后、混凝土灌注前解除合攏口一側的臨時支座，并保留部分錨固鋼筋。解除臨時支座的時間相應，對于中間合攏段尤為重要，邊跨段約束沒有多大作用。因為，中跨合攏段加勁型鋼支撐形成后，相當于門式剛架，溫度內力很大很大，應嚴格按規范規定順序解除，并快速解除。

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