公路橋梁臨時支座設(shè)計

崔超超

摘要：箱梁采用單箱單體預(yù)制簡支安裝，現(xiàn)澆連續(xù)接頭的先簡支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系。橋臺設(shè)活動支座，橋墩設(shè)固定支座。公路橋梁施工中，經(jīng)常遇到先簡支，后連續(xù)這樣的體系轉(zhuǎn)換問題，這就涉及到簡支階段的臨時支座設(shè)計、使用以及拆除。文章結(jié)合工程實例，介紹了某項目中的臨時支座設(shè)計方法，分析了支座各部位受力狀況。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;臨時支座;設(shè)計;安裝

前 ?言

橋梁下部采用樁柱式橋墩，肋板式及柱式橋臺，樁基均按摩擦樁設(shè)計。在橋梁施工中，因施工工藝和工序的需要，梁體架設(shè)施工中有時要設(shè)置臨時支座放置梁體，在一聯(lián)的濕接縫和預(yù)應(yīng)力張拉完成后，再采取特殊方法將梁體放置到固定支座上，這樣才算完成了梁體的架設(shè)工作。所以，臨時支座的設(shè)計好壞影響到施工階段結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換施工的難易程度和轉(zhuǎn)換過程對結(jié)構(gòu)本身安全的影響程度。一直以來，設(shè)計工作者對這一方面的技術(shù)研究從未停止過。

一、工程施工中支座

1.硫磺砂漿支座

強度高、整體性能好，但相對造價較高，而且其中電路線容易損壞，一旦電路線損壞，鑿除硫磺砂漿將非常困難。

2.磚臨時支座

制作簡單，施工方便，好鑿除，但同時也有它的局限性，就是磚容易在梁體重量很大的情況下壓碎，在大于20米的簡支梁施工時就不能使用。

3.木墩支座

對木頭的材質(zhì)和含水量要求很高，必須使用強度較高的柳木及榆木、松木等，而且含水量要適中，含水量大，木墩變形大，容易損壞，含水量小，本身就容易開裂，造成過早損壞。而且通過去年大橋使用木墩發(fā)現(xiàn)了新的問題，就是拆除困難，尤其木墩較矮的時候，墩臺較高的時候，需要時間長，鑿除又費力，無論從安全和時間上考慮，都不理想。

4.鋼桶支座

強度好，但需要耗費大量鋼材，鋼桶加工費時、費力，造價很高。

二、該項目中的臨時支座設(shè)計

臨時支座設(shè)計起初擬采用硫磺砂漿支座，具體為30 cm厚C50混凝土，每個臨時支座中預(yù)埋12根連接主墩和箱梁的直徑為28 mm的Ⅱ級螺紋鋼，其中，30 cm厚C50混凝土中設(shè)有5 cm的硫磺砂漿墊塊夾層。在主橋合攏前采用電解硫磺砂漿墊層的方式進行體系轉(zhuǎn)換。但是，考慮到硫磺砂漿墊塊配比比較苛刻，一旦配比不當(dāng)，通電無法融化時，只能采取鑿除的方法解除。一般硫磺膠泥墊塊強度約為50 MPa，鑿除相當(dāng)困難。且稍有不當(dāng)，會影響到箱梁與主墩的質(zhì)量?？紤]到C50硫磺砂漿墊層的這些缺點及為便于臨時支座施工和合攏前的拆除，該次設(shè)計結(jié)合多年的工程實踐經(jīng)驗，通過認(rèn)真的理論計算，提出將“混凝土與硫磺砂漿墊塊”的臨時支座，改為木箱內(nèi)填砂作為臨時錨固墊塊的“木制砂箱式臨時支座”。后文會給出硫磺砂漿臨時支座的缺點。

三、支座結(jié)構(gòu)尺寸確定因素

支座結(jié)構(gòu)尺寸基于如下考慮：經(jīng)市場調(diào)查，能夠就近購買的鋼管中Ф152mm（外套管）Ф133mm比較匹配（壁厚均為5mm），組合以后，內(nèi)套管和外套管之間的間隙為 4.5mm。從理論上講，內(nèi)外套管之間沒有間隙時組合后的臨時支座承載以后，內(nèi)部的砂子受力壓縮時就不存在上溢現(xiàn)象。這樣，便于控制預(yù)留沉降量。但是，支座的組合過程和今后拆除時需要這個間隙，否則，現(xiàn)場施工控制難度大。臨時支座的頂面要求處于水平面位置。這個坡度調(diào)整就需要通過外套筒內(nèi)的砂子來實現(xiàn)。

四、支座各部位受力狀況分析

支座各部位的受力狀況涉及三個方面，一是蓋梁，二是支座本身，三是梁體。蓋梁設(shè)計標(biāo)號是C30，支座墊石設(shè)計標(biāo)號是C50，臨時支座中填充的砼是C50，梁體砼設(shè)計標(biāo)號是C50，支座的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足在最大荷載狀況下，蓋梁、梁體和支座內(nèi)的填充砼不被破壞。首先分析幾個不同的加載狀態(tài)，一是第一片梁就位時單個支座的載荷，二是架橋機過孔時單個支座的載荷，三是架橋機過孔以后架設(shè)前方一跨時單個支座的載荷，四是施工橋面濕接縫和臨時通車階段（如橋面通過鋼筋運輸車、砼灌車、運梁車等）單個支座的載荷，比較以后取單個支座的最大載荷分別對蓋梁、梁體、進行驗算。而支座本身則通過萬能試驗機實際加載進行驗證。

五、內(nèi)腔填砂的沉降量分析

前面已經(jīng)提到設(shè)計要求永久支座和臨時支座在體系轉(zhuǎn)換時處于同一高度。兩跨梁之間的現(xiàn)澆段澆注完畢，負(fù)彎矩鋼束張拉以后，兩跨梁就變成了一個剛性體，拆除臨時支座使永久支座受力這個過程中如果下落高度過大，則可能使梁體下部出現(xiàn)裂縫或給結(jié)構(gòu)增加一個無法消除的內(nèi)部應(yīng)力，這對結(jié)構(gòu)物的使用不利。同時，如果在簡支過程中沉降量過大，則可能使永久支座安裝出現(xiàn)困難，給施工帶來麻煩。反復(fù)分析后，我們選取了10個支座，按照現(xiàn)場實際裝填高度裝填細(xì)砂（孔徑2mm篩子篩選）。采用三級加載，實測壓實變形量和變形率。

加載19（T）和加載66（T）的高度變化值相差在10mm左右?，F(xiàn)場的實際狀況是邊梁、中梁支座的受力不等，同時邊梁或中梁每個支座實際承載也不等。這就為預(yù)留砂子的壓縮變形值帶來困難，反復(fù)分析后，我們決定采取如下措施：按設(shè)計要求的高度裝填細(xì)砂子并高出20mm;每一個支座在使用前用萬能壓力機加載66（T）進行預(yù)壓。預(yù)壓以后的支座高度不一定和實際使用時需要的高度完全吻合。需要在使用前進行二次調(diào)整，使其高度滿足設(shè)計提出的“臨時支座與永久支座處于同一高度”的要求，現(xiàn)場控制時再讓臨時支座高于永久支座3～5mm。分析認(rèn)為，如果進行二次填充，其填充高度不會超過20mm，按表1加載48（T）的變形率推算，松填20mm砂子在支座承載以后可能產(chǎn)生的壓縮變形為20×15%=3mm，如果需要摳出已經(jīng)壓實的砂子，則支座受力后的變形應(yīng)該為零。

六、硫磺砂漿臨時支座與沙箱式臨時支座特點的比較

1.制作上

硫磺沙漿支座制作起來較簡單，只需熬制硫磺沙漿灌入板，上覆高強沙漿抹平卻可。沙箱式支座需用鋼管作沙箱，車絲扣做開關(guān)等相對復(fù)雜一點。

2.使用上

硫磺沙漿支座易發(fā)生碎裂不能重復(fù)使用，而沙箱式支座不易破壞，在施工中容易操作，且可以重復(fù)使用。

3.經(jīng)濟方面

硫磺沙漿支座單個制作成本低，但不能重復(fù)使用。沙箱式支座單個制作成本雖然高，但能夠多次重復(fù)使用，因此對于臨時支座數(shù)量較多的橋梁來說，用沙箱式臨時支座要比硫磺沙漿臨時支座經(jīng)濟的多。

4.質(zhì)量和安全

硫磺沙漿支座需要通電熱熔，增加了安全隱患，較費時間，而且加熱時很容易影響到旁邊的橡膠永久支座，對梁體也有損害。沙箱式臨時支座不存在電加熱，對安全和質(zhì)量無太大的影響。

七、結(jié)束語

確定臨時支座結(jié)構(gòu)尺寸是保證橋梁安全順利施工的關(guān)鍵之一，在確定結(jié)構(gòu)尺寸的過程中，一定要考慮控制預(yù)留沉降量、臨時支座與墊石的位置關(guān)系、支座各部位受力安全、永久支座和臨時支座處于同一高程、泄砂孔的螺母螺栓匹配等因素，才能確保支座的安全和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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