246省道溧水县城至苏皖省界段新桥河大桥0#块临时固结施工技术应用

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摘要：本文主要介绍246省道溧水县城至苏皖省界段新桥河大桥主桥挂篮悬臂浇筑施工中0#块临时固结施工技术的应用。

关键词：0#块、临时固结、施工技术

中图分类号：TU74文献标识码： A

0#块临时固结是在连续梁采用挂篮悬臂浇筑施工，并且连续梁与桥墩间具有桥梁支座支撑时采用的一种施工工艺。 0#块临时固结是主桥挂篮悬臂浇筑的关键工序，对确保挂篮悬臂浇注施工的安全稳定起到至关重要的作用。

0#块临时固结的常见形式有六种，分别为：

1）墩顶预埋钢筋和硫磺砂浆临时固结垫块组成的墩梁临时固结。 其优点是结构简单，施工较为方便，梁体施工过程中比较稳固安全。缺点为电解电阻等容易出现故障，往往不能完全熔化临时支座。

2）墩顶预埋钢筋与砂筒组成的墩梁临时固结。其优点是墩梁固结较为稳定，拆除方便。缺点是砂筒在承受梁体重量和施工荷载时有较小沉降，选成砂筒受力不均，砂筒制作比较复杂，浪费材料。

3）钢管混凝土柱与混凝土柱内预埋钢筋组成的墩梁临时固结，墩身中心线两侧各设两根直径为1.2m的钢管，每根钢管下口与承台预埋钢筋焊接，管内浇注砼，钢管上口预埋钢筋与粱体连接。其优点是可适于较长的0＃块，可简化0＃块支架搭设。可承受不平衡荷载，拆除方便。缺点是钢管混凝土柱上口与梁体接触面呈倾斜状，两者之间在荷载作用时有微小滑移。

4）竖向预应力钢筋与钢管组合成墩梁临时固结。采用直径80cm的钢管设置在承台边缘20cm处。墩身两侧各4根，钢管倾斜，钢管内各设2束竖向临时锚固预应力钢筋，墩身两侧相应2根钢管在纵向支撑处用2股穿过墩身预应力钢绞线对拉。其优点是钢管作为0＃块支撑，简化了支架，拆除方便。缺点是钢管倾斜，同一排钢管顶面很难控制在一条直线上，导致钢管受力不均，稳定性稍差。

5）墩顶预埋钢筋与混凝土支墩组成的墩梁临时固结。墩梁间采用混凝土支墩连接，混凝土支墩内设置钢筋，另外在混凝土支墩与桥墩顶面及连续梁底面间各设置一块塑料布，将支墩混凝土与桥墩顶和连续梁底的混凝土脱离，以便支墩拆除时墩顶混凝土面平整。混凝土支墩起到支撑的作用，而钢筋或精轧螺纹钢筋主要起到拉接的作用。通过墩顶四周的支墩和预埋钢筋将连续梁与桥墩连接成一个整体，即临时固结为一个整体，使得连续梁在悬浇过程中稳定。待连续梁合拢后，即可拆除临时支墩。临时固结支墩的混凝土采用爆破或凿除方式拆除，而支墩内的钢筋采用切割机切断拆除。

6）在主墩外设置临时支墩支撑并固结与桥墩连成一个整体。这种方式在墩高较低时可以采用。

根据新桥河大桥工程的实际情况，经综合分析后确定0#块临时固结方式采用墩顶预埋钢筋与混凝土支墩的组合。现将本工程中0#块临时固结施工技术的应用介绍如下：

一、概况

246省道溧水县城至苏皖省界段工程新桥河大桥位于溧水县朱夏村与于家村之间，横跨新桥河，全长482.2m，最大跨径65m，主桥平面位于R=2500m的圆曲线上。主桥为三跨预应力混凝土变截面单箱单室连续箱梁，单箱顶宽12.75m，底宽为6.75m，箱梁在横桥向底板保持水平，顶板2%单向横坡，通过内外侧腹板高度来设置。主桥箱梁采用纵、竖向预应力体系。主墩顶箱梁0#块长10m，施工中悬臂浇筑结构对称划分7对节段，1～3#段长3.5m，4～7#段长4.0m，中跨合龙段、边跨合龙段均长2m，边跨剩余现浇段长4.42m和8.42m。1～7#梁段采用挂篮悬臂浇筑施工，0#块采用墩顶预埋钢筋与混凝土支墩组成临时固结，待主桥连续箱梁合拢后拆除。

二、临时固结受力分析

为了既保证结构的安全稳定，又简化计算程序，做出以下四点设定：

1、在整个悬浇施工过程中，最大悬臂阶段是临时支座受力的最不利工况，以此工况进行受力分析。

2、偏于安全考虑，不考虑永久支座参与工作，不考虑0#块托架的支撑作用。

3、主桥平面位于R=2500m的圆曲线上，所受曲线向心倾覆弯矩较小，为简化计算，不予考虑。

4、根据对工程所在地往年气候天气情况的分析，忽略风荷载的影响。

在最大悬臂阶段所受荷载：

（1）、箱梁自重

箱梁梁体自重考虑分布钢筋对混凝土重量的影响，取混凝土容重为26KN/m3，按施工图中各混凝土节段体积，则悬臂浇筑至第6段和第7段时，混凝土自重（双向）为：

G0~6#箱梁=582.8m3×26KN/m3=15152.8KN

G0~7#箱梁=649.4m3×26KN/m3=16884.4KN

各节段砼数量

节段号 混凝土数量（m3） 悬臂浇筑混凝土总量（m3）

0/2 71.4 649.4

1 39.7

2 37.5

3 35.7

4 38.0

5 35.4

6 33.7

7 33.3

合计 324.7

（2）、挂篮及模板总重

一套挂篮（含模板）自重为：G挂篮、模板=504.2KN

（3）、人群及施工荷载

施工人员、施工材料、机具行走运输或堆放荷载：均布荷载可取2.5KN/m2.

（4）、可能出现的不对称荷载

a 挂篮不对称

一边挂篮移动到位，而另一边挂篮未移动，由此产生一个不平衡荷载。此种工况在施工至最大悬臂时为最不利状态，此时由挂篮引起的不平衡荷载重：

P挂篮、模板=G挂篮、模板= 504.2KN

b 不对称浇筑混凝土

按照对称悬臂施工的概念，要求对称悬臂浇筑，实际施工中往往难做到精确对称，按最不利状态考虑：

7#段一侧浇筑比另一侧快一车混凝土，此时由混凝土浇筑引起的不平衡荷载重：

P砼浇注= G7#段砼=8m3×25KN/m3=200KN

每节段混凝土浇注按一侧多浇4%，一侧少浇4%计算，按最不利情况，7个节段的多4%或少4%均作用在悬臂的一侧，两侧不平衡荷载为：

P7#砼误差= G7#段砼×4%=324.7m3×25KN/m3×0.08=649.4KN

P6#砼误差= G6#段砼×4%=291.4m3×25KN/m3×0.08=582.8KN

c 人群及施工不对称

人群及施工荷载最不利工况为作用在最大悬臂状态下的半边桥面上，由此引起的施工不平衡荷载重：

P人群、施工=2.5KN/m2×8m×12.75m=255KN

三、临时固结设计

为承受悬臂浇筑施工中主桥连续箱梁重量及产生的不平衡力矩。临时固结采用Ф28钢筋作为受拉结构、C50混凝土支墩作为受压结构，其结构型式如图所示。

受拉结构：在墩顶预埋两排 Ф28钢筋，每排30根，间距15cm，顺桥向距离墩中心线87.5cm，下端预埋入墩身2m，上端伸入梁体（墩顶横隔梁中）1.5m；

受压结构：采用C50混凝土支墩，尺寸为2.5m×0.25m，高度为墩顶支撑总高度35cm，共4块，墩中心线两侧各2块，顺桥向距离墩中心线87.5cm。

四、临时固结受力验算

在整个悬臂浇筑施工过程中，根据施工中可能出现的情况，不对称荷载的最不利可能为（恒载安全系数取1.2，活载安全系数取1.4）：

情形1： 不对称浇筑混凝土情形

荷载组合为：0~7#砼自重+对称挂篮自重+不对称浇筑砼荷载+不对称人群及施工机具荷载+浇筑砼误差荷载

情形2：不对称移动挂篮情形

荷载组合为：0~6#砼自重+不对称挂篮自重+不对称人群及施工机具荷载+浇筑砼误差荷载

在以上两种施工情形下，临时支座的受力模型均为：以墩边临时支座中心为转轴的平衡力矩模型，如图所示。

情形1：

F1+F2=G0~7#箱梁+ 2G挂篮、模板+ P砼浇注+ P人群、施工+ P7#砼误差

1.75F2+14.875(G0~7#箱梁/2+ P7#砼误差) +28.625(G挂篮、模板+P砼浇注+ P人群、施工)=16.625G0~7#箱梁/2+30.375G挂篮、模板

情形2：

F1+F2=G0~6#箱梁+ 2G挂篮、模板+ P人群、施工+ P6#砼误差

1.75F2+12.875(G0~6#箱梁/2+ P6#砼误差)+28.625（G挂篮、模板+P人群、施工）=14.625G0~6#箱梁/2+26.375G挂篮、模板

其中F1由临时固结的混凝土支墩承担，F2由临时固结的预埋钢筋承担。

情形1作用下F1、F2为（恒载安全系数取1.2，活载安全系数取1.4）：

F1=27267.19KN

F2=-4549.43KN

情形2作用下F1、F2为（恒载安全系数取1.2，活载安全系数取1.4）：

F1=22146.71KN

F2=-1813.47KN

临时固结系统承受的最大压力F压max=27267.19KN，最大拉力F拉max=-4549.43KN，因此，在临时固结系统中：

混凝土最大压应力为σ压max=F压max/A砼=21.8MPa

钢筋最大拉应力为σ拉max=F拉max/A钢筋=246.5MPa

钢筋锚固强度F锚固=2341.47/30=78KN< [F锚固]=π×d×h×[τb]=263.9KN（d为钢筋直径、h为锚固深度、[τb]为钢筋与混凝土容许粘结强度，取2.0MPa），满足受力要求。

五、临时固结施工

（1）预埋钢筋施工

在主墩墩身施工时预埋临时固结钢筋，埋置位置必须准确，并伸入墩顶横梁中，如果预埋钢筋与结构主筋或预应力管道发生冲突时，适当调整预埋筋位置，如果预埋钢筋与结构构造筋发生冲突时，适当调整构造筋位置。

（2）混凝土支墩施工

浇筑临时固结混凝土支墩前，在混凝土支墩底面与墩顶混凝土之间设置一层塑料布进行隔离，以便支墩拆除时墩顶混凝土面平整。浇筑0#块前，在临时固结混凝土支墩的顶面同样设置一层塑料布进行隔离。

（3）临时固结拆除施工

主桥连续箱梁合拢后，将临时固结混凝土支墩从横桥向两侧向中间进行凿除，然后将露出的临时锚固钢筋从两侧向中间逐根割断，在拆除的过程中要对称缓慢的进行。

六、结论

新桥河大桥工程中应用墩顶预埋钢筋与混凝土支墩组合的方式进行 0#块临时固结保证了主桥连续箱梁挂篮悬臂浇筑施工的顺利进行。