增江大橋連續箱梁掛籃法施工臨時支撐系統探討

摘要：本文以廣州市增從高速公路增江大橋為例介紹了預應力混凝土連續箱梁懸臂施工過程中，為克服不平衡荷載的影響，確保結構的穩定、安全，需對墩梁實施臨時固結，明確懸臂施工過程中不平衡力矩的計算工況和計算方法；探討合理有效的臨時固結措施以及所選擇固結方法的強度和穩定性驗算，以供類似工程作為參考。

關鍵詞：增江大橋 連續箱梁 臨時支撐系統 驗算

一、工程概況

增江大橋位于廣州市東北面，西岸位于增城市小樓鎮，東岸位于增城市正果鎮，近東西走向，橫跨增江，為增從高速的控制性工程。主橋跨徑組合為68+2×110+75+55m（418m）預應力混凝土連續梁體系，箱梁梁高和底板厚度均按1.8次拋物線設計，采用單箱單室預應力混凝土結構。

二、設置臨時支撐系統的必要性

連續箱梁不同于連續剛構，主墩和梁體之間采用支座連接，在合龍前為不穩定機構，在不平衡荷載作用下會發生傾覆轉動。必須在施工中采取臨時固結，形成剛構以承擔施工不平衡荷載。

掛藍施工的不平衡荷載主要包括四部分:

1、砼澆筑不平衡荷載。2、掛藍沖擊不平衡荷載

3、人員機械施工不平衡活載。4、預應力張拉引起的不平衡荷載

臨時錨固根據錨固位置的不同可以分為兩大類，一是墩體錨固，一是增設附助墩的墩外錨固。

（一）、墩體錨固

通過在主墩內埋設鋼筋，形成臨時剛節點的方法，該方案的優點是節省材料，受力明確，在解除臨時固接時只需切斷鋼筋即可，對合龍兩端標高影響較小，不會對箱梁梁底外觀造成破壞。該方法適用于主墩截面較大，施工不平衡荷載較小的橋梁，對采用移動支架法進行分段澆筑的現澆箱梁，墩體錨固是首選方案。

三角支架法，通過在主墩上貼鋼板，焊接三角托架，形成臨時固接點的方法，該方法的優點是不受主墩斷面尺寸的限制，缺點是鋼板的銹蝕難免造成對主墩的污染。

（二）、輔助墩法臨時錨固

對于不平衡荷載較大的橋梁則要采用輔助墩法進行臨時錨固。采用鋼管作為臨時支墩，采用預應力精軋螺紋鋼抵消施工不平衡荷載。

根據增江大橋工程的特點和自身的施工條件采用了輔助墩法的臨時錨固方案，該方案驗算過程如下。

三、臨時支撐系統受力驗算

增江大橋0#塊臨時支墩采用Φ800mm壁厚8mm的鋼管，左右兩排，每排2根鋼管，預應力采用Φ32精軋螺紋鋼，施工承臺時將預應力鋼筋埋入承臺內1m，在承臺面上預留不小于20cm接頭，外露接頭上下交錯布置，并在鋼管位置預埋1200×1200×20mm下墊鋼板，下墊鋼板下設20根HRBD20預埋鋼筋預埋入承臺，鋼管與下墊鋼板連接用△150×10加勁板。鋼管與箱梁底部接觸處預埋1200×1200×20mm上墊鋼板，上墊鋼板設20根HRBD20預埋鋼筋預埋入箱梁，鋼管與上墊鋼板連接用△150×10加勁板。0#塊施工時預留臨時錨固預應力鋼筋的孔道。0#塊施工前在鋼管內灌砂以加強鋼管的豎向剛度和穩定性。施工0#塊時使Φ32精軋螺紋鋼在0#塊箱梁底板外露40cm，張拉時直接采用豎向預應力筋的YGM錨具和墊板。臨時支撐系統施工圖如下：

（一）、鋼管樁受力驗算（取最大主跨110mT構計算）

1、T構平衡施工時鋼管樁最大豎向反力

豎向力分配時忽略盆式支座橡膠塊變形的影響，按照鋼管樁和墩身變形一致進行計算。

墩柱變形量

鋼管樁變形量

，

墩柱：，

鋼管樁：，

則每根鋼管樁上由施工期間可能產生的最大反力：最大T構時箱梁砼重力為4895T，考慮施工機具共重65T，最大反力分配到的豎向力

，每根鋼管均受壓。

2、T構施工時，最大允許不平衡彎矩引起的鋼管樁上豎向力計算

據設計文件，施工階段，各種荷載在支撐桿上產生的不平衡彎距合計不得超過M=13000kN.m。

則單根鋼管樁受壓力

結合上述計算可知，單根鋼管樁受到的最大壓力為，一側受到的最大拉力為。

一根鋼管樁面積取鋼管樁高度，回轉半徑，，查得壓

桿穩定系數，則鋼管樁受壓

，鋼管

樁強度滿足要求。

（二）連接驗算

1、受拉狀態焊縫連接。

由上面計算可知，單側最大拉力為83T。

頂部連接處：單個加勁肋受力83/20=4.15T。怱略鋼管頂部和連接鋼板的焊縫連接，僅計加勁板與鋼板的焊縫連接。

正面焊縫滿足要求。

側面焊縫滿足要求。

預埋鋼筋與鋼板連接的焊縫長度均大于加勁板與鋼板的連接，定性比較可知，焊縫能滿足要求。

2、受壓狀態焊縫連接。

由上面計算可知，單側最大壓力為133T。

頂部連接處：

正面焊縫滿足要求。

側面焊縫滿足要求。

3、預埋鋼筋連接計算

上下連接板共設40根HRB D20鋼筋預埋鋼筋。

預埋長度L=65cm>20d=20*2=40cm；

預埋長度大于最小錨固長度；滿足要求。

單根鋼筋受最大拉力：

N=83T/20/2=2.1T=21KN

最大拉力小于其極限承載力，滿足要求。

綜上所述，臨時錨固系統可以滿足箱梁懸澆施工。

四、結束語

在預應力混凝土連續箱梁懸臂施工過程中，臨時支撐系統為克服不平衡荷載的影響，確保結構的穩定、安全起到至關重要的作用。施工過程中，應嚴格按尺寸施工，各構件焊接質量都要滿足設計及規范要求，做好防銹工作。

參考文獻：

1、《鋼結構設計規范》 （GB50017-2003）

2、《公路橋涵施工技術規范》（JTJ041-2002）