朱家榮

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司　貴陽　550001)

懸臂澆筑連續(xù)梁墩頂臨時錨固設(shè)計與驗算

朱家榮

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司貴陽550001)

摘要以重慶市忠縣玉溪二橋85 m+150 m+85 m剛構(gòu)橋為背景，結(jié)合橋梁跨徑、橋梁上部結(jié)構(gòu)總體積和橋位地形確定其錨固方式，介紹了懸臂澆筑連續(xù)梁現(xiàn)場臨時錨固的具體施工工藝，此方法不僅簡單且可操作性強。為抵抗墩頂不平衡力矩，進(jìn)行了臨時錨固的設(shè)計和驗算。

關(guān)鍵詞連續(xù)梁臨時錨固設(shè)計臨時錨固驗算

玉溪二橋位于重慶市忠縣，橫跨玉河，大橋全長332.60m，橋面總寬24m，為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，跨徑組85m+150m+85m，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，單幅采用單箱單室，根部梁高9.0m，高垮比1/16.7,跨中梁高4.0m，高垮比約為1/37.5,中間梁端采用1.6次拋物線過渡，拋物線方程為：y=0.005 336x1.6。箱梁底板寬6.0m，頂板寬11.99m，遠(yuǎn)離路線中心線側(cè)懸臂3.0m，路線中心線側(cè)懸臂2.99m，翼緣板端部厚20cm，根部厚75cm，箱梁頂板厚28cm，底板厚度從跨中向根部由35cm變化到100cm,腹板厚度從跨中向根部由40cm變化至100cm，橋面采用結(jié)構(gòu)找坡，全橋單幅設(shè)置5道橫隔板，分別為梁端2道，墩頂2道，跨中1道。箱梁混凝土標(biāo)號為C50，箱梁采用掛籃懸臂澆筑，全橋?qū)ΨQ施工，0號塊14m，其余依次為6×3m，6×3.5m，7×4m，邊跨現(xiàn)澆段為9m,合龍段為2m，節(jié)段劃分見圖1。

圖1　節(jié)段劃分示意圖 (單位：mm)

1臨時錨固方式

隨著橋梁建設(shè)的發(fā)展，橋梁的形式和橋梁施工方法的不斷更新，目前主要的有預(yù)制梁和現(xiàn)澆連續(xù)梁，而采用掛籃懸澆的連續(xù)梁為最常見的，在懸臂澆筑的連續(xù)梁中[1]，主墩臨時固結(jié)是上部結(jié)構(gòu)施工安全和質(zhì)量的關(guān)鍵工序，其臨時錨固的方式主要受橋梁的主跨跨徑、主墩高度及其施工場地條件等的影響，大致可分為以下3類。

(1) 主墩墩頂內(nèi)錨固，即在墩頂永久性支座的兩側(cè)設(shè)置臨時支座，并在臨時支座內(nèi)預(yù)埋錨固鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋。

(2) 主墩墩頂外錨固，即在墩頂外設(shè)置支架或是支柱，此時需要對支架或是支柱進(jìn)行靜力計算及其穩(wěn)定性分析，根據(jù)場地條件，支架或是支柱可以設(shè)置在承臺外或承臺上。

(3) 主墩墩頂外和主墩墩頂內(nèi)相結(jié)合的錨固方式，相對較麻煩，故采用的較少。

2現(xiàn)場臨時錨固施工工藝

首先，在墩頂混凝土澆筑前，在倉內(nèi)預(yù)埋錨固筋，待錨固筋驗收合格后，即進(jìn)行墩頂混凝土澆筑，墩頂混凝土澆筑和0號塊托架施工完成后，在墩頂設(shè)計位置施工臨時支座，臨時支座澆筑前先在墩頂涂一層隔離劑，臨時支座采用C55一次性澆筑成型，在臨時支座45cm高度處澆筑一層5cm左右的硫磺砂漿，并在硫磺砂漿內(nèi)預(yù)埋電阻絲，再在硫磺砂漿的頂部澆筑混凝土至頂部，待混凝土節(jié)段澆筑至19號節(jié)段時即合龍前，拆除臨時錨固，轉(zhuǎn)換成永久性支座支撐，利用電阻絲通電使硫磺砂漿融化，使用切割機和風(fēng)鎬將錨固筋和臨時支座拆除，并對墩頂和梁頂錨固筋頭進(jìn)行封閉[2]。

3臨時錨固計算

由于連續(xù)梁在懸臂施工過程中會因為施工荷載的不對稱而導(dǎo)致墩頂中心產(chǎn)生不平衡力矩，為抵抗不平衡力矩，故設(shè)置臨時支座，并預(yù)埋錨固筋[3]。

3.1臨時錨固設(shè)計

(1) 臨時錨固設(shè)計尺寸及其位置見圖2。

圖2　臨時錨固示意圖(單位：cm)

(2) 在墩頂設(shè)置4個臨時支座，沿縱向的中心間距為285cm，每個臨時支座采用相同截面尺寸，即260cm×40cm的矩形體，混凝土標(biāo)號為C50。

(3) 每個臨時支座預(yù)埋了2排精軋螺紋鋼筋，每排8根，所以墩頂一側(cè)的精軋螺紋鋼筋的根數(shù)為32根，間距30cm。

3.2臨時錨固計算

不考慮一側(cè)掛籃突然墜落的情況(施工時應(yīng)加強對掛籃的錨固，杜絕該類事件發(fā)生)，只考慮正常施工情況，即以下2種工況。

工況1。懸澆節(jié)段工況，即在澆筑混凝土?xí)r，施工機具的不對稱作用，不同步澆筑節(jié)段混凝土的重量差為250kN(10m3)。

工況2。掛籃行走工況，即掛籃行走，考慮施工機具的不對稱作用的同時，不同步移動掛籃。

3.2.1豎向荷載計算

臨時支墩所承受的豎向力為混凝土自重，考慮人群機械及沖擊荷載，并取恒載系數(shù)1.2，混凝土重量為2 619.4m3×2.5=65 485 kN，機械考慮取值為200 kN，人群考慮取值為300 kN，掛籃及模板總量800 kN(一套掛籃模板重)，則豎向荷載為

N=(65 485+800×2)×1.2+200+300=81 002kN

3.2.2最大不平衡彎矩計算考慮的不平衡荷載

以最遠(yuǎn)段20號節(jié)段為計算對象，其自重為995kN,距離墩中心74m。

(1) 由于工人的操作等原因，導(dǎo)致移動掛籃的不同步，按最大節(jié)段4m計算。

M1=800×4=3 200 kN·m

(2) 按最大懸臂節(jié)段計算施工過程不對稱澆筑，每車10m3。

M2=250×74=18 500 kN·m

(3) 澆筑過程中可能產(chǎn)生局部超方，但根據(jù)概率論原則，0號塊對稱的混凝土塊都有可能超方，且此橋的節(jié)段數(shù)較多，最大的懸臂長度較大，故偏安全考慮取混凝土總量1%。

M3=65 485×0.5×0.01×74÷2×0.2=12 115kN·m

(4) 施工器具(50kN)和少量施工材料(100kN)，停放位置不平衡對稱，按總重150kN考慮放置于2/3垮處。

M4=150×74×2÷3=7 400 kN·m

(5) 由于在調(diào)膜或者張拉等施工過程中的偶然因素會對橋梁造成一定的沖擊，取最大機具重量的1.2倍。

M5=50×1.2×74×2÷3=2 960 kN·m

(6) 施工活載(主要是施工人員)的不對稱，按30人最不利位置考慮(位于梁跨2/3位置)。

M6=30×70÷1 000×74×2÷3=1 036 kN·m

顯然工況1的彎矩遠(yuǎn)大于工況2的不平衡彎矩:

M傾=M2+M3+M4+M5+M6=42 011 kN·m

3.3臨時錨固驗算

墩頂臨時支座結(jié)構(gòu)示意圖見圖3，臨時支座的受力結(jié)構(gòu)分析如下：

圖3　墩頂臨時支座結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)平衡條件可得平衡方程：

RA+RB=N

(1)

由式(1)可求得

(2)

BA=33 131 kN, BB=47 871 kN, 精軋螺紋鋼受力：T=M/L=42 011/2.85=14 741kN。

按每根直徑32mm精軋螺紋鋼承受最大拉力為500kN計算，墩身兩側(cè)對稱設(shè)置12 722.8/50=26根<32根，滿足要求。

支座混凝土壓應(yīng)力驗算：σ=47 871/(5.2×4.0)=23.0MPa<[σ]=24.14MPa,滿足要求[4]。

收稿日期：2014-10-21

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.01.011