王龍五 （中鐵四局集團(tuán)第四工程有限公司，安徽 合肥 230001）

0 前言

隨著我國公路及鐵路網(wǎng)建設(shè)的開展，線路交叉日益不可避免，以連續(xù)梁橋跨越既有線路是常用的方法。連續(xù)梁與橋墩連接方式有兩種，一種是梁體通過橋梁支座將橋梁上部結(jié)構(gòu)重量傳遞到橋梁下部結(jié)構(gòu)，另外一種是梁體與橋墩澆筑為一個整體，即通常說的剛性連接，也叫鋼構(gòu)橋。非剛性連接的普通連續(xù)梁橋采用懸臂、懸拼法施工，施工過程中通常要設(shè)置臨時固結(jié)支座，用以抵抗在永久支座不承受壓力的情況下承受梁體壓力和施工中不平衡彎矩，且在承受荷載的情況下容易拆除。

1 臨時固結(jié)的形式

臨時固結(jié)支座可在墩頂與梁底預(yù)埋鋼筋和支墩設(shè)置，當(dāng)橋墩寬度不滿足要求或者懸臂較長時，可考慮在橋墩外沿縱橋向設(shè)置落地式臨時支墩支撐懸臂澆筑梁體。以上兩種方法可統(tǒng)稱為體內(nèi)固結(jié)和體外固結(jié)。

無論是體內(nèi)固結(jié)還是體外固結(jié)，其主要是解決施工過程中梁體豎向壓力傳遞和不平衡彎矩作用下的可能產(chǎn)生的受拉問題，實(shí)施中可通過鋼管柱、混凝土解決受壓，鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋來解決受拉。其形式又分為以下幾種。

體內(nèi)固結(jié)：①墩頂預(yù)埋鋼筋和硫磺砂漿臨時固結(jié)墊塊組成的墩梁固結(jié)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，梁體固結(jié)穩(wěn)固安全，缺點(diǎn)為通過電熱熔化硫磺砂漿容易出現(xiàn)故障；②墩頂預(yù)埋鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋與砂筒組成的墩梁固結(jié)，優(yōu)點(diǎn)是拆除方便，缺點(diǎn)是砂筒制作要求高，預(yù)應(yīng)力施工要求高，卸載存在風(fēng)險。

體外固結(jié)：①鋼管混凝土柱與預(yù)埋鋼筋組成的墩梁固結(jié)，墩身外縱橋向設(shè)置鋼管，鋼管下口與承臺預(yù)埋鋼筋焊接，鋼管上口預(yù)埋鋼筋與粱體連接，管內(nèi)澆筑混凝土，優(yōu)點(diǎn)是可適于較長的T構(gòu)，可結(jié)合支架搭設(shè)，可承受較大不平衡荷載，缺點(diǎn)是鋼管柱與梁體斜向接觸面處理，管內(nèi)需澆筑混凝土；②豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋與鋼管組合成墩梁固結(jié)，鋼管設(shè)置在承臺上，如高墩可與墩身設(shè)置橫向連接，鋼管內(nèi)設(shè)置臨時預(yù)應(yīng)力鋼筋，可通過預(yù)埋在承臺的P錨和在梁頂?shù)腻^具進(jìn)行對拉。優(yōu)點(diǎn)是可結(jié)合支架搭設(shè)利用，拆除方便。缺點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力安裝施工，施工要求高，卸載有一定安全風(fēng)險。

圖1 體外固結(jié)

圖2 體內(nèi)固結(jié)

2 臨時固結(jié)設(shè)計

2.1 工況分析

連續(xù)梁T構(gòu)施工過程中，考慮正常施工的情況，有以下2種工況。

工況1：懸澆節(jié)段工況，即在澆筑混凝土?xí)r，考慮施工機(jī)具荷載和風(fēng)荷載的不對稱作用，不同步澆筑節(jié)段混凝土的重量差為20t，即一車混凝土8m3。

工況2：掛籃行走工況，即在掛籃行走時，不同步移動掛籃，同時考慮施工機(jī)具荷載和風(fēng)荷載的不對稱作用。

因澆筑與掛籃行走為不同工序，工況一與工況二不會同時出現(xiàn)，其荷載分別計算。非正常的偶然狀況出現(xiàn)時，考慮如下工況。

工況3：在懸澆最不利塊段時，即力與力臂乘積最大節(jié)段，以單側(cè)掛籃掉落為最不利狀態(tài)。

2.2 荷載與組合

計算最大不平衡彎矩考慮的荷載有：

①一側(cè)混凝土自重超重5%；

②一側(cè)施工線荷載為0.24kN/m2，另一側(cè)不考慮（即考慮機(jī)具、人群荷載偏載）；

③施工掛籃的動力系數(shù)，一側(cè)采用1.2，另一側(cè)采用0.8；

④一側(cè)風(fēng)向上吹，風(fēng)壓強(qiáng)度W=0.25kPa；

⑤混凝土澆筑不同步，控制在一車混凝土以內(nèi)，20t，8m3；

⑥掛籃行走不同步，掛籃自重G；

⑦掛籃掉落，掛籃自重G。

根據(jù)工況分析及規(guī)范要求，可得荷載組合：

組合一：①+②+③+④

組合二：①+②+③+⑤

組合三：①+②+④+⑥，①+②+④+⑦

2.3 模型及計算

臨時固結(jié)支座設(shè)置要求永久支座不承受壓力，即兩個短距離支點(diǎn)的雙懸臂梁，既要承受支反力又要承受施工過程中的不平衡彎矩，受力模型如圖3所示。

圖3 受力模型

連續(xù)梁0#塊施工方案經(jīng)濟(jì)比選【工程數(shù)量和費(fèi)用預(yù)算】 表1

正常施工狀態(tài)時臨時固結(jié)均受壓，其中反力RB壓力最大，為確保安全僅考慮混凝土受力。當(dāng)出現(xiàn)工況3的偶然情況時，以單側(cè)掛籃掉落為最不利狀態(tài)，此時計算考慮上部連續(xù)梁總重量和單個掛籃設(shè)計重量。

通過以上計算一是確定受壓材料，需要采用的混凝土標(biāo)號或者鋼管柱的截面；二是確定受拉材料，采用的鋼筋型號根數(shù)或者預(yù)應(yīng)力筋型號根數(shù)，從而來設(shè)計臨時固結(jié)。

3 體內(nèi)固結(jié)與體外固結(jié)比選

以（60+100+60）m 單箱單室三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋?yàn)槔?，?biāo)準(zhǔn)節(jié)段12節(jié)，墩高14m，墩柱寬度4.2m，承臺平面尺寸13.8m×12m。

方案一：體外固結(jié)

利用承臺，選用直徑φ1.2m、壁厚1.4cm、長度14m的螺旋鋼管4根，前后各兩根置于承臺邊50cm，每根鋼管柱上下焊接70根共長2.75m直徑φ32鋼筋，管內(nèi)澆筑C50混凝土。

方案二：體內(nèi)固結(jié)

利用墩柱截面，在墩頂預(yù)埋65根4m長直徑φ32鋼筋，澆筑0.6m寬、0.7m高、3m長混凝土支墩4個。

3.1 經(jīng)濟(jì)效果比選

結(jié)論：按照以上計算，一個0#塊臨時固結(jié)費(fèi)用，方案二比方案一節(jié)省18.57萬元，即體內(nèi)固結(jié)比體外固結(jié)節(jié)省18.57萬元。

方案比選分析表 表2

3.2 綜合比選

3.2.1 技術(shù)可行性分析

方案一：該方案技術(shù)上可行。需要承臺足夠大，或者設(shè)置臨時基礎(chǔ)，以提供支柱反力。

方案二：該方案技術(shù)上可行。但是需墩柱有足夠的橫向?qū)挾?，以保證能預(yù)埋抗拉鋼筋及設(shè)置臨時支墩。

3.2.2 安全可靠性分析

方案一：優(yōu)點(diǎn)為可用于T構(gòu)較長的連續(xù)梁，臨時支點(diǎn)間距較長，穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)為設(shè)置體外固結(jié)，其對墩高有一定限制，如墩柱過高，需考慮鋼管柱壓桿穩(wěn)定，可在鋼管柱與墩柱間設(shè)置橫向連接件。

方案二：優(yōu)點(diǎn)為施工可控，無墩高限制，缺點(diǎn)為臨時支點(diǎn)間距較短，大跨度連續(xù)梁安全系數(shù)低。

3.2.3 經(jīng)濟(jì)合理性分析

通過經(jīng)濟(jì)效果比選表，方案二優(yōu)于方案一。

3.2.4 工期分析

方案一：施工周期較長，需在承臺預(yù)埋構(gòu)件，安裝鋼管柱，灌注混凝土等。

方案二：施工周期較短，滿足施工要求。

根據(jù)以上綜合分析，連續(xù)梁跨度在一定范圍內(nèi)，墩柱寬度足夠?qū)?，可選用體內(nèi)固結(jié)方案，滿足要求，且經(jīng)濟(jì)性明顯。對于大跨度連續(xù)梁，計算考慮的不平衡彎矩大，建議采用體外固結(jié)。

4 結(jié)語

橋梁建設(shè)是基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分，如何在保證橋梁的質(zhì)量、安全前提下，優(yōu)化方案設(shè)計是施工中需研究的重要內(nèi)容。本文研究闡述了非鋼構(gòu)橋T構(gòu)施工的墩梁固結(jié)形式、設(shè)計原理，并對安全性、可行性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了比選，在鐵路、公路、市政工程類似橋梁施工時對臨時固結(jié)的認(rèn)知、設(shè)計及選擇具有一定的參考價值。