湯池特大橋60+100+60m連續(xù)梁墩梁臨時(shí)固結(jié)施工設(shè)計(jì)

趙志全

摘要：本文結(jié)合新建鐵路東北東部鐵路通道前陽(yáng)至莊河段湯池特大橋（60+100+60）m懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁墩梁臨時(shí)固結(jié)施工實(shí)例，詳盡的論述了墩梁臨時(shí)固結(jié)施工工藝中的技術(shù)難點(diǎn)及技術(shù)重點(diǎn)、臨時(shí)固結(jié)、臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)及固結(jié)設(shè)計(jì)驗(yàn)算指標(biāo)、施工工藝流程及操作要點(diǎn)等內(nèi)容。由于該項(xiàng)施工設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷明了，在實(shí)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(guān)鍵詞：連續(xù)梁;墩梁;臨時(shí)固結(jié);施工設(shè)計(jì)

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

中圖分類號(hào)：U443.22 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：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(yáng)至莊河段湯池特大橋，橋梁全長(zhǎng)1701.6m。其中19#～22#墩設(shè)計(jì)為（60+100+60）m懸臂澆筑連續(xù)梁，梁全長(zhǎng)221.5m。湯池特大橋沿途跨越201國(guó)道、既有公路集龍線、湯池河，施工用地多為旱田地，地勢(shì)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(diǎn)加厚至75cm，邊支點(diǎn)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(diǎn)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(nèi)加寬到8.0m。箱梁高度沿著縱向按二次拋物線變化，中支點(diǎn)梁高7.5m，邊支點(diǎn)和跨中梁高4.5m。

箱梁設(shè)計(jì)采用C55混凝土，豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用？準(zhǔn)25mm高強(qiáng)度精軋螺紋鋼筋，型號(hào)PSB930，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為930MPa。

設(shè)計(jì)文件說(shuō)明書中標(biāo)明施工掛籃、模板、機(jī)具、人群等臨時(shí)施工荷載按1000kN計(jì)算。

2 ?工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)

2.1 橋梁主墩概況

墩身設(shè)計(jì)為C40實(shí)體鋼筋混凝土。墩身頂帽尺寸橫橋向?qū)?0.4m、順橋向長(zhǎng)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(gè)梁段，T構(gòu)每側(cè)懸澆12個(gè)節(jié)段，總計(jì)懸澆48個(gè)節(jié)段。中支點(diǎn)O號(hào)梁段長(zhǎng)度12m，懸澆梁段分成3.0m、3.5m及4m，合攏段長(zhǎng)2m，邊跨直線段長(zhǎng)度9.75m，最大懸臂澆筑塊1794.0kN。

2.3 大跨度連續(xù)梁臨時(shí)固結(jié)施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)是精軋螺紋錨固鋼筋在墩身內(nèi)的定位固定及墩頂?shù)母呖兆鳂I(yè)安全。

3 ?墩梁臨時(shí)固結(jié)及臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)

3.1 墩梁臨時(shí)固結(jié)

本方案以最高邊墩19#墩為設(shè)計(jì)對(duì)象，22#墩邊跨梁段支撐架參考本方案施工，由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)號(hào)調(diào)整。本邊跨現(xiàn)澆梁模板支撐架施工技術(shù)方案采用倚墩式落地支撐架。為充分利用施工現(xiàn)場(chǎng)自有材料，施工方案就地取材。支架優(yōu)先采用現(xiàn)場(chǎng)既有的I56工字鋼。為增強(qiáng)支撐架的整體穩(wěn)定性和支撐能力，模板支撐架按倚靠式支撐架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

臨時(shí)固結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，依據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范文件相關(guān)要求，墩梁臨時(shí)固結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)視永久橋梁支座不受力，按照以臨時(shí)的固結(jié)結(jié)構(gòu)來(lái)承擔(dān)懸澆梁的全部荷載及最大傾覆彎矩設(shè)計(jì)。

在橋梁永久支座的外側(cè)墩帽邊緣處設(shè)置臨時(shí)支座，條形布置，每座墩頂布置四條。平面布置寬度60cm、長(zhǎng)度2×300cm，從墩頂至梁底全高。臨時(shí)支座采用C40混凝土，采用32根直徑？準(zhǔn)32mm鋼筋抗傾覆錨固、精軋螺紋鋼筋錨栓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度[σ]=830MPa（型號(hào)PSB830），每根錨固鋼筋長(zhǎng)度大于4m，錨固鋼筋布置在對(duì)應(yīng)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(gòu)臨時(shí)固結(jié)方案采用梁與墩身的體內(nèi)固結(jié)方案。

3.2 臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)

大多做法在臨時(shí)支座內(nèi)加設(shè)5cm厚電熱絲硫磺砂漿夾層。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，由于墩身和梁體散熱量極大，電熱絲加熱無(wú)法達(dá)到硫磺砂漿熔化程度，臨時(shí)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(jié)構(gòu)。

臨時(shí)固結(jié)支座采用C40鋼筋混凝土，采用直徑Φ32mm、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)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(gè)主墩墩頂布置前后四條臨時(shí)支座，臨時(shí)支座沿橋向距離墩中心180cm。每條臨時(shí)支座尺寸橫橋向2×300cm（長(zhǎng)）×順橋向60cm（寬）。

每個(gè)主墩共設(shè)置32根直徑Φ32mm、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為830MPa的精軋螺紋錨固鋼筋。考慮曲線向內(nèi)偏心彎矩的影響，曲線內(nèi)外不對(duì)稱布置，曲線外側(cè)臨時(shí)支座布置9根、曲線內(nèi)側(cè)臨時(shí)支座布置7根。布置在臨時(shí)支座內(nèi)，對(duì)應(yīng)腹板位置，布置間距大約20cm，服從箱梁預(yù)應(yīng)力孔道位置的調(diào)整。代入錨墊板錨固，埋入墩身和梁體內(nèi)的單端長(zhǎng)度應(yīng)大于1.5m，每根精軋螺紋長(zhǎng)度應(yīng)大于4.0m。具體布置尺寸詳見(jiàn)圖2所示。

4 ?臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)主要驗(yàn)算及用料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

4.1 臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)主要驗(yàn)算

①墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)荷載。

最大豎向反力：N=45210kN;

最大不平衡彎矩：M=104575kN·m。

②主要設(shè)計(jì)驗(yàn)算指標(biāo)。

臨時(shí)支座選用C40混凝土。其標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度為fck=26.8MPa，其強(qiáng)度安全系數(shù)大于1.5，滿足要求。

抗傾覆錨固鋼筋每側(cè)臨時(shí)支座內(nèi)錨固鋼筋為16根，每個(gè)T構(gòu)合計(jì)需要32根Φ32mm、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度[σ]=830MPa（型號(hào)PSB830）精軋螺紋鋼筋。考慮曲線向心抗傾覆作用，采用不對(duì)稱布置方式，曲線外側(cè)支座內(nèi)布置9根，曲線內(nèi)側(cè)支座布置7根精軋螺紋鋼筋。安全儲(chǔ)備系數(shù)大于K=1.5，滿足要求。

4.2 用料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

采用直徑為32mm、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不小于830MPa的精軋螺紋鋼筋為抗傾覆錨固鋼筋。臨時(shí)支座混凝土為強(qiáng)度標(biāo)號(hào)應(yīng)大于C40。墩身內(nèi)加強(qiáng)筋布置見(jiàn)圖3。

5 ?施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1 施工工藝流程

抗傾覆錨固鋼筋應(yīng)和墩身同時(shí)施工。墩身混凝土澆筑施工完成后，在墩頂立模澆筑臨時(shí)支座混凝土?？箖A覆錨固鋼筋的上段，直接澆筑在箱梁體內(nèi)。施工工藝流程見(jiàn)圖4。

5.2 臨時(shí)固結(jié)施工操作要點(diǎn)

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(yīng)采用無(wú)齒鋸切割，不得使用乙炔氣火焰切割。下料長(zhǎng)度誤差控制在10mm內(nèi)。

采用20mm厚Q235鋼板制作錨板，100mm等邊長(zhǎng)方形板，中間鉆35mm孔。錨板的固定，可輕微點(diǎn)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(diǎn)焊連接，防止螺帽脫落。錨桿端部加強(qiáng)配筋詳見(jiàn)圖5所示。

②錨固鋼筋準(zhǔn)確定位及誤差控制。錨固鋼筋高出墩頂，相對(duì)不穩(wěn)?？稍阡撃０寮岸丈碇鹘钌嫌命c(diǎn)焊接固定，要確保錨固筋安裝位置精準(zhǔn)。錨固筋長(zhǎng)度誤差要嚴(yán)控在15mm內(nèi)。

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

箱梁本身鋼筋密集，故不增設(shè)抗剪加強(qiáng)鋼筋。

為防止墩頂混凝產(chǎn)生裂紋，因墩頂沒(méi)有鋼筋網(wǎng)片設(shè)計(jì)，因此將Φ12mm螺紋鋼筋網(wǎng)片預(yù)埋在臨時(shí)支座底下的墩頂200mm厚度內(nèi)，間距為100mm布設(shè)鋼筋，埋設(shè)在臨時(shí)支座下的鋼筋網(wǎng)片要大于支座200mm。

④安裝臨時(shí)支座模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土。從經(jīng)濟(jì)角度考慮可采用普通模板用于臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)。

臨時(shí)支座屬于矮柱受壓桿件。為增強(qiáng)整體抗壓能力，按鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定，設(shè)置水平約束網(wǎng)片。網(wǎng)片鋼筋為直徑10mm普通鋼筋，水平網(wǎng)格間距200mm，上下兩層間距約200mm。隨著混凝土澆筑進(jìn)度逐層放置鋼筋網(wǎng)片。

混凝土澆筑工藝，無(wú)特殊要求。

為防止混凝土表面和內(nèi)部收縮不勻而開(kāi)裂，待其初凝后，應(yīng)加以苫蓋保溫梁底坡度與臨時(shí)支座頂面坡度應(yīng)相一致。

⑤拆除臨時(shí)固結(jié)體系。臨時(shí)固結(jié)結(jié)構(gòu)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(cè)的臨時(shí)支座混凝土。

拆除臨時(shí)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(jù)具備的工具情況及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇施工方法。

針對(duì)預(yù)留鋼筋，可在合攏段縱向預(yù)應(yīng)力張拉后切除其錨固鋼筋。

6 ?結(jié)束語(yǔ)

新建鐵路東北東部鐵路通道前陽(yáng)至莊河段湯池特大橋（60+100+60）m懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁工程，是全線的節(jié)點(diǎn)控制項(xiàng)目，安全、質(zhì)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(diǎn)上加以重視。

錨固鋼筋必須垂直受力，位置必須準(zhǔn)確，加固必須牢靠。施工中嚴(yán)防精軋螺紋錨固鋼筋被電焊燒傷。錨固鋼筋的布置位置，應(yīng)以箱梁預(yù)應(yīng)力管道為主，可適當(dāng)調(diào)整。

臨時(shí)支座的拆除時(shí)間，按照鐵路橋涵施工技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)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(cè)的臨時(shí)支座，并保留部分錨固鋼筋。解除臨時(shí)支座的時(shí)間相應(yīng)，對(duì)于中間合攏段尤為重要，邊跨段約束沒(méi)有多大作用。因?yàn)?，中跨合攏段加勁型鋼支撐形成后，相當(dāng)于門式剛架，溫度內(nèi)力很大很大，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定順序解除，并快速解除。

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