墩梁分離體系的連續梁中臨時錨固的優化

中圖分類號：TU文獻標識碼：A文章編號：1008-925X(2011)09-0-02

摘要：在墩梁分離體系的斜拉橋及連續梁等施工中，主梁一般采用掛藍懸澆辦法，這時候難免要出現不平衡力矩，為此，需采取措施來承受這些不平衡力矩，這就是墩梁臨時錨固。本文試圖通過對某橋斜拉橋臨時錨固的優化設計，探索出此類體系橋梁施工的最佳臨時錨固方案，從而確保工程質量。

關鍵詞：墩梁分離體系 臨時錨固 優化

一、概述

在墩梁分離體系的連續梁橋的施工中，都要采用墩梁臨時錨固，通過對某些斜拉橋臨時錨固的優化設計，探索出此類體系橋梁施工的最佳臨時錨固方案，從而確保工程質量和節約投資。

1、工程概況

主橋為單索面混凝土部分斜拉橋，全橋采用70＋120＋70m三跨雙塔單索面、梁塔固結的結構體系，總長260m ;縱橋向設0.273％的單向縱坡，橫橋向設2%雙向橫坡。

1.1上部結構

主梁采用單箱三室大懸臂變截面連續箱梁，主墩0#塊處梁高4.1m，跨中2.6m；從主墩0#塊中點起39m范圍內梁高按二次拋物線變化，余均為直線段，全橋箱梁頂寬28m，懸臂板長5m，箱底寬16～16.97m，斜拉索錨固點布置在箱梁的中室內。

主梁共劃分為59個梁段，0＃、1＃和1’＃梁段共長12m，其它梁段3～5m不等，最大塊段為5米長，共有砼107.2立方米，約重300噸，各梁段均采用掛籃懸臂澆筑施工；

1.2 索塔結構

索塔高32.5m，為鋼筋混凝土獨柱實心矩形截面，縱橋向長3m，橫橋向長2m，布置在中央分隔帶上，并與箱梁0#塊固結。塔身上部設有鞍座(內外套管型式，為新型結構)，以便拉索通過。每根斜拉索對應一個鞍座，斜拉索橫橋向兩排布置，每個索塔設有8對16根斜拉索，斜拉索在塔頂連續通過鞍座，兩側對稱錨于梁體內。

二、研究內容

本項目部分斜拉橋主梁為墩梁分離的大跨度特寬型連續梁，最大塊段重量達300T，箱梁頂寬達28m，且由于是部分斜拉橋體系，要求臨時錨固體系的錨固能力應大于13500T·M，對臨時錨固的可靠性、工可性和經濟性進行研究、優化很有必要。

三、研究目標

1.要有足夠大的錨固力以確保施工絕對安全。2.盡量不影響0#塊的預應力管道和鋼筋。3.要求體系轉換過程迅速、方便、安全、環保。4.要求臨時錨固剛度適中，在T構懸澆過程中，主梁塊段重量大部分由結構設計的盆式支座承擔。這樣，在第一次體系轉換后，主梁的標高將不會有過大的變化，便于主梁在沒有附加力的前提下進行合攏。5.要求臨時錨固盡量簡單，減少投入以及便于周轉。

四、現有技術方法

目前，臨時錨固的方法多種多樣，主要形式有：1）采用在墩頂和主梁0#塊底下之間澆筑混凝土墊石，再用精軋高強鋼筋錨固的辦法。2）用立于承臺之上的鋼筋混凝土柱或鋼管混凝土直接支撐箱梁底板的。3）在墩身兩旁單純用預應力筋將主梁錨固在承臺上。但這些辦法存在缺點。

五、優化措施

1、主橋臨時錨固具體的有關設計尺寸和設計驗算

結合主橋承臺寬度較大（10m寬），墩身不高（約7.4m）的特點，我們采用剛度適中，可以連拉帶撐的空鋼管錨固辦法。具體施工方法是：在墩身的兩邊（墩身橫向中心線兩邊）各立四根φ1000，厚14mm的鋼管，每邊四根鋼管各正立于主梁四腹板之下（該部位腹板應加厚、加強），兩邊鋼管順橋方向距離為8.6m。鋼管上下兩端通過24根φ32螺紋鋼筋焊接后，分錨于承臺和主梁腹板內(有關螺紋鋼筋在承臺的錨固以及螺紋鋼筋和鋼管的焊接應符合有關施工規范)。這樣，擬T構施工時主梁重量主要由盆式支座承擔，產生的不平衡力矩由墩身兩邊鋼管的拉撐作用予以平衡。同時，8根臨時錨固鋼管也作為主梁0#塊澆筑支架之用。

臨時錨固的有關設計計算和設計尺寸如下：由于主橋橋面寬度達28米，主跨跨度達120米，最大塊段為5米長，共有砼107.2立方米，約重300噸，掛藍懸臂施工時，最大豎向力N=67131.4KN，最大不平衡力矩為M=135000KN·m。為此，進行如下設計：

1），主橋每個墩頂共有盆式支座4個，每個承載力為30000 KN，其橡膠板直徑為1250mm，厚he=93mm，Ee=1×104Mpa，Ae=4×(π/4×12502)=4908739mm2

2）， 主橋橋墩高hc=7472mm，截面面積3400×(4×2000)=27.2×106mm2

Ec=3.3×104Mpa

3）， 先擬采用鋼管8根，外徑850mm，厚10mm

根據規范，ψ=0.88

(一)設豎向力由盆式支座和鋼管共同承受，不平衡彎矩僅由鋼管承受。

每個盆式支座Np=63293.697/4=15823.424 KN＜30000 KN（每個盆式支座設計承載力）

每根鋼管Ns=3837.703/8=479.713 KN，

從上面的數值可以看出：T構懸澆過程中，整個主梁的大部分重量由盆式支座承擔。

(二)設不平衡彎矩僅由鋼管承受（橋墩和盆式支座居中，不承受）

經計算，壓應力略大于容許值，將鋼管壁厚改為12mm。

最后，為滿足鋼管兩端φ32螺紋鋼筋的焊接要求，同時也可以適當增大臨時錨固的保險系數，實際應用鋼管采用直徑1000mm，壁厚14mm。

六、結論和展望

1.結 論

1）通過對0#塊臨時錨固的優化（采用剛度適中，具有拉撐作用的空鋼管），大大縮短了第一次體系轉換所需時間，而且整個過程平穩安全、快捷，減輕勞動強度。而常規的臨時錨固，如采用傳統的墩梁之間澆砼＋布設錨筋固結措施，鑿除時均應采用風鎬（且至少應花幾天時間），不單勞動強度大，而且粉塵、噪音。

2）臨時錨固鋼管剛度適中，主梁懸臂施工過程中，大部分塊段重量由盆式支座承擔（而拉撐鋼管的主要作用在于平衡不平衡力矩），這和成橋狀態接近，從而，只要保證T構懸澆過程中，各塊段立模正確，那么，經第一次體系轉換后，主梁各塊段（包括懸臂端）標高不會產生過大變化，確保中跨合攏。

3）上述設計中，臨時錨固鋼管上下兩端通過24根φ32螺紋鋼筋焊接后，分錨于承臺和主梁腹板內(有關螺紋鋼筋在承臺的錨固以及螺紋鋼筋和鋼管的焊接應符合有關施工規范)，這比較浪費鋼筋，而且，由于鋼筋數量太多，難以精確定位，今后可改為小型型鋼代替Ф32精扎鋼筋。

4）0#塊臨時錨固優化設計比較適合于墩身高度在10米以下連續梁（或類連續梁）橋。當墩身高度較高時，一般仍采用在墩頂和主梁0#塊底下之間澆筑混凝土墊石，再用精軋高強鋼筋錨固的辦法。

2.展望

本文所提出的0#塊臨時錨固優化設計比較適合于墩身高度在10米以下連續梁（或類連續梁）橋。另外，應認識到臨時錨固設計的好壞，不單關系到主梁T構懸澆的安全，而且也影響到合攏標高的控制。同時，作者希望能對類似橋梁的臨時錨固建立一個優化模塊，盡量不讓墩身承受施工時產生的不平衡力矩，這樣，在設計墩柱時，可省去部分彎矩鋼筋，從而節約了投資。