連續(xù)梁橋墩梁臨時固結(jié)施工方法

摘要：文章結(jié)合連續(xù)梁橋箱梁0#塊施工實(shí)例，介紹了采用體內(nèi)錨固與體外支撐相結(jié)合的臨時錨固方式，即在蓋梁預(yù)埋直徑為32 mm的精軋螺紋鋼與0#塊進(jìn)行錨固，同時在墩柱兩側(cè)承臺頂箱梁腹板下設(shè)置兩根鋼管支墩的施工方法，并提出施工過程中的質(zhì)量及安全控制措施。通過采取該墩梁臨時固結(jié)措施，達(dá)到橋梁上構(gòu)主梁掛籃懸臂澆注施工安全順利進(jìn)行并準(zhǔn)確合龍的目的。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁橋；0#塊；臨時固結(jié)；掛籃懸臂澆筑施工

中圖分類號：U445.4A260863

0引言

隨著廣西高速公路建設(shè)高潮的到來，山區(qū)高速公路路線經(jīng)過地區(qū)大多山坡陡峻、溝谷深度大、切割深，且縱橫交錯，需修建高架橋跨越，掛籃平衡澆筑法施工在懸臂梁橋施工中得到廣泛使用。如梁身與橋墩設(shè)計為非剛性連接，懸臂澆筑梁身時，需將墩頂梁段與橋墩臨時固結(jié)，采用臨時固結(jié)措施，解決了連續(xù)梁橋墩梁結(jié)合部的抗彎能力［1］。本文以某大橋0#塊臨時固結(jié)施工實(shí)踐為例，介紹了連續(xù)梁橋墩梁臨時固結(jié)施工工藝及施工方法，并提出施工過程中的質(zhì)量及安全控制措施，同時引入有限元整體模型分析，確保了臨時固結(jié)結(jié)構(gòu)的安全。

1工程概況

桂平二線船閘公路改線工程上引航道交通橋結(jié)構(gòu)形式為（50+84+100+100+84+50）m連續(xù)箱梁橋，橋面寬16.5 m，主梁底寬8.5 m。采用三角掛籃澆筑連續(xù)梁段，整橋總共5個T構(gòu)。連續(xù)梁體上部結(jié)構(gòu)與墩柱之間設(shè)置支座，支座處不能傳遞彎矩［2］。為避免施工過程中因施工荷載不平衡引起結(jié)構(gòu)傾覆，必須對0#塊做好臨時固結(jié)措施。

2臨時固結(jié)設(shè)計驗算

根據(jù)該交通橋高墩臨時固結(jié)特點(diǎn)，將橋梁的抗傾覆穩(wěn)定性作為受控參數(shù)，確定預(yù)埋32 mm精軋螺紋鋼的數(shù)量及鋼支墩的規(guī)格，從而達(dá)到橋梁上部箱梁結(jié)構(gòu)施工安全、線形控制準(zhǔn)確的目的。同時采用預(yù)埋精軋螺紋鋼和安裝鋼管支墩相結(jié)合方式，該施工方法操作簡單實(shí)用，不損壞主梁結(jié)構(gòu)及墩柱，質(zhì)量控制良好，固結(jié)時間短，施工工期短，支撐鋼管可以重復(fù)利用［3］。橋梁墩柱受力計算簡圖如圖1所示。

根據(jù)現(xiàn)場施工實(shí)際情況，施工過程存在的荷載，主要為節(jié)段掛籃懸臂澆筑施工產(chǎn)生的不平衡荷載乘以相應(yīng)的安全系數(shù)。采用荷載工況進(jìn)行驗算，計算整體穩(wěn)定性、剛度、強(qiáng)度是否符合要求。通過試算以及采用Midas Civil軟件建立計算模型驗算，確立最終的臨時加固模型。

2.1不平衡荷載計算

假設(shè)在施工過程中，有節(jié)段（B5）掛籃及混凝土墜落，相當(dāng)于在A5段施加了一個不平衡力F，該力主要為掛籃自重和混凝土自重，整個梁體將會沿著支點(diǎn)A發(fā)生傾覆。梁體各節(jié)段混凝土自重產(chǎn)生的傾覆彎矩及抗傾覆彎矩如表1所示。根據(jù)上述方法可以分別計算每個節(jié)段墜落后，梁體所產(chǎn)生的傾覆彎矩及抗傾覆彎矩，最終求出最大的傾覆彎矩，采用最大傾覆彎矩值進(jìn)行驗算［4］。如圖2所示為某節(jié)段掛籃及混凝土墜落受力計算簡圖。

2.2確定預(yù)埋精軋螺紋鋼的數(shù)量

2.3鋼管支墩的長細(xì)比

2.4Midas Civil軟件建立計算模型

通過試算和Midas Civil軟件建模驗算，有限元模型如圖3所示，驗算其整體穩(wěn)定性，各桿件的組合應(yīng)力、剪應(yīng)力等均滿足要求，形成最終的模型，指導(dǎo)施工方案編制及現(xiàn)場實(shí)施。

3主要材料與設(shè)備

3.1主要材料（表2）

4施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1施工工藝流程

現(xiàn)場勘查、技術(shù)準(zhǔn)備→蓋梁里預(yù)埋精軋螺紋→蓋梁頂設(shè)置臨時固結(jié)支座→搭設(shè)臨時支架→0#塊施工完后連接精軋螺紋鋼→張拉臨時固結(jié)精軋螺紋鋼→拆除0#塊支架→安裝鋼管支墩→安裝掛籃進(jìn)行上部主梁施工→合龍段澆筑完成對接后拆除臨時固結(jié)系統(tǒng)，完成體系轉(zhuǎn)換［5］。

4.2主要操作要點(diǎn)

4.2.1預(yù)埋精軋螺紋鋼及臨時支墩的安裝

（1）根據(jù)精軋螺紋鋼受力特點(diǎn)，其設(shè)置根據(jù)箱梁底寬度分配間距以分散集中力。

（2）精軋螺紋鋼及其配套元件在加工場內(nèi)安裝為一體，腹板鋼筋綁扎好后整體吊裝就位和固定，設(shè)架立筋固定牢固，以保證精軋螺紋鋼位置準(zhǔn)確和波紋管不變形。

（3）臨時鋼管支墩安裝時要保證支墩的軸線垂直，以免因臨時支墩安裝傾斜，在箱梁施工過程中產(chǎn)生水平分力。

（4）在每個支撐點(diǎn)位置，臨時支墩與梁體及支撐的接觸面面積需經(jīng)計算確定，不能超出結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度范圍。

（5）鋼管支撐墩安裝時做好臨時固定，并及時焊接斜撐，使其形成整體。

4.2.2臨時固結(jié)

在澆筑墩柱混凝土前，在墩柱里面預(yù)埋精軋螺紋鋼。施工時，要嚴(yán)格控制精軋螺紋鋼的垂直度，確保其在受力后只承受豎向拉力，同時注意保護(hù)預(yù)埋精軋螺紋鋼的接頭螺紋［6］。

（1）橋墩頂設(shè)臨時固結(jié)支座。橋墩施工時在橋墩蓋梁之頂面設(shè)臨時固結(jié)支座，其高程與永久支座相同，頂面設(shè)5 cm厚的硫磺砂漿層。使墩頂范圍內(nèi)墩頂至箱梁底板形成一個整體，均勻受力。

（2）0#塊施工。0#塊施工時，預(yù)埋精軋螺紋鋼要進(jìn)行精確定位，確保其在一條垂直線上。0#塊澆筑張拉完預(yù)應(yīng)力鋼絞線后，拆除0#塊支架，保留臨時固結(jié)支撐。

（3）臨時固結(jié)精軋螺紋鋼。0#塊施工完后，對精軋螺紋鋼進(jìn)行張拉，每根精軋螺紋鋼張拉力為設(shè)計值的90%，張拉時要對稱緩慢進(jìn)行。在精軋螺紋鋼錨固過程中，張拉力控制在設(shè)計允許范圍內(nèi)。臨時固結(jié)精軋螺紋鋼在主梁懸臂施工過程中承受兩端對稱的不平衡力矩。懸臂施工中要經(jīng)常檢查臨時固結(jié)系統(tǒng)，確保臨時固結(jié)系統(tǒng)工作正常［7］。

（4）拆除臨時固結(jié)系統(tǒng)。合龍段澆筑完成后，即拆除全橋臨時固結(jié)系統(tǒng)，拆除順序為：拆除臨時固結(jié)精軋螺紋鋼→拆除臨時固結(jié)支墩→拆除臨時固結(jié)支座。在拆除過程中要對稱緩慢進(jìn)行［8］。0#塊臨時固結(jié)是主梁掛籃懸臂澆筑的關(guān)鍵工序，由于所采取的固結(jié)方法科學(xué)有效，整個施工過程安全穩(wěn)定，確保了主梁掛籃懸臂澆筑順利施工及主梁準(zhǔn)確合龍。

5質(zhì)量控制措施

（1）在0#塊施工時，保持精軋螺紋鋼的垂直度。保持臨時支墩安裝的垂直度和穩(wěn)定性，確保安全施工。

（2）主梁合龍后，拆除臨時固結(jié)系統(tǒng)，拆除時采取與固結(jié)時相同的監(jiān)控措施。在整個固結(jié)、拆除施工過程中，必須跟蹤監(jiān)控，且在固結(jié)和拆除的過程中，要保持對稱操作。

（3）在安裝臨時鋼管支墩時，為達(dá)到鋼管支墩安放平整、密貼、鋼管頂部縱坡平順的目的。在施工時，根據(jù)主梁底板縱坡情況，對鋼管支墩上承面進(jìn)行縱坡設(shè)計，如設(shè)置楔鋼板，對支墩下承面應(yīng)通過對墊石標(biāo)高及幾何尺寸的精確計算來指導(dǎo)和控制施工［9］。

（4）查看鋼管支墩頂面與主梁底板間密貼度，確保鋼管支墩受力均勻。

（5）在主梁懸臂澆筑過程中，要保持兩端施工荷載平衡。嚴(yán)禁出現(xiàn)一側(cè)荷載超限的情況。

6安全措施

（1）各項工序施工前，技術(shù)人員向班組施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，使全體施工人員熟悉施工的全過程及每一細(xì)節(jié)的安全注意事項，并經(jīng)培訓(xùn)合格后方能上崗。

（2）橋梁高墩臨時固結(jié)時應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的橫、縱向限位裝置，以防臨時支墩在固結(jié)后發(fā)生水平位移。

（3）用于張拉精軋螺紋鋼的千斤頂安裝就位后要進(jìn)行試頂，確保各千斤頂出缸自由、可控，同時盡可能把千斤頂?shù)男谐瘫３衷诳傂谐?/3之內(nèi)。

7結(jié)語

通過計算、試驗、實(shí)踐，證明連續(xù)梁橋臨時固結(jié)采用預(yù)埋精軋螺紋鋼和安裝鋼管支墩施工方法切實(shí)可行，質(zhì)量控制良好，施工工期短，安全高效，橋梁上構(gòu)主梁掛籃懸臂澆筑施工安全順利并準(zhǔn)確合龍。

應(yīng)加強(qiáng)施工過程中的施工監(jiān)控，有條件的可以對臨時墩的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，防止應(yīng)力超限；同時加強(qiáng)進(jìn)場材料的驗收，對鋼管節(jié)點(diǎn)支撐處做好加強(qiáng)處理，防止結(jié)構(gòu)局部屈服從而引起整體垮塌等問題。

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作者簡介：袁陳博（1986—），工程師，主要從事道路施工技術(shù)工作。