巴薩河大橋連續箱梁體外臨時固結技術應用

周禮庚

中交三航局第一工程（上海）有限公司，上海 201315

1 工程概況

柬埔寨金邊市第三環線巴薩河大橋主橋位于柬埔寨首都金邊市南郊20km，是第三環線上最大的橋梁。全橋布跨采用4×20m+3×20m+75m+135m+75m+5×20m+5×20m，分為5聯。第3聯75m+135m+75m上部結構為預應力混凝土現澆箱梁，采用懸臂澆筑施工方式；其余4聯均為簡支橋面連續空心板。橋梁采用雙幅橋面形式，每幅寬度為12m，左右幅鏡像對稱。主橋上部構造按全預應力混凝土設計，采用三向預應力。主墩采用六邊形墩，主墩高度為7.7m，承臺群樁基礎，左右幅2個主墩共用一個承臺。

主橋單幅箱梁包含2個支架澆筑的墩頂0#梁段，2個“T構”上17對梁段，2個邊跨支架現澆段，2個邊跨合龍塊和1個中跨合龍段。主橋箱梁在懸澆過程中采用體外臨時固結技術，且同時將臨時固結柱作為現澆0#梁段的支架。

2 體外臨時固結方案的確定

巴薩河大橋主橋連續梁橋單幅每個主墩各設置2個QZ40MN球形支座，不能承受彎矩，需將0#塊與橋墩臨時固結以承受對稱懸澆施工中的不平衡彎矩。

臨時固結的一般做法為體內固結，即在主墩墩頂兩側設置混凝土臨時支座，預埋精軋螺紋鋼通過預應力將箱梁與主墩連接成整體，將箱梁固結在主墩墩身上[1]。

該工程主墩較薄，墩身為3m厚，支座墊石2.2m，采用墩頂固結的空間不夠，因此采取了體外固結方案。體外固結的一般做法是在承臺上設置鋼筋混凝土柱或者鋼管混凝土柱，將箱梁與主墩承臺連接作為臨時固結。由于鋼筋混凝土柱施工時間長，拆除煩瑣，成本較高，該工程采用鋼管柱作為臨時固結支撐，施工方便，成本較低。

原設計鋼管采用φ0.8m鋼管柱，厚度為2cm，布置在主墩中心兩側各4.85m處，每側設置4根。柱頂設置雙拼50的工字鋼支撐，工字鋼頂部箱梁底板設置為與工字鋼相吻合的楔形混凝土，通過張拉穿過鋼管柱的2束12φ15.2mm強度等級為1860的鋼絞線束將0#塊臨時固結在承臺中，預應力鋼絞線下端通過固定錨具固定在承臺內，邊跨合龍后放松鋼絞線將鋼管柱割斷完成體系轉換。由于柬埔寨2cm鋼卷制困難，現場有大量φ0.8m鋼管柱及厚度為1.6cm的鋼管，經過計算并與設計溝通，將鋼管柱由4根2cm厚改為5根1.6cm厚鋼管樁[2]。

3 臨時固結受力計算

橋梁混凝土自重由永久支座承受，臨時固結承擔的荷載是施工不平衡引起的荷載。最大懸臂狀態下順橋向施工穩定性取決于該狀態下的荷載，設計要求不平衡荷載不超過500kN，懸澆時，混凝土不平衡重不得超過1/4梁段重量。掛籃和模板的重量要求為，設計要求掛籃自重及全部施工荷載不大于800kN。經計算，該工程掛籃和模板的實際重量為640kN。不平衡荷載主要由以下幾種荷載產生：箱梁已澆筑梁段的自重偏差（取±5%）；施工人員及施工機具荷載偏差；正澆筑梁段的混凝土重量偏差（取30t）；澆筑時的動力系數偏差（取1.2）[3]。

4 工況分析

施工過程中加強掛籃錨固，不考慮一側掛籃和混凝土墜落的情況，只考慮正常施工的情況。

（1）工況1：懸澆節段工況，在澆筑混凝土時，考慮風荷載的不對稱作用和施工機具荷載不平衡，不同步澆筑節段混凝土的重量差為30t（按一車混凝土考慮）。

（2）工況2：掛籃行走工況，即在掛籃行走時，考慮風荷載的不對稱作用和施工機具荷載的不平衡，不同步移動掛籃。

上述兩種工況的荷載不會同時產生，故分別計算。其中，各塊件的長度、重量具體如表1所示。

表1 各塊件的長度、重量

5 臨時固結的施工和解除

5.1 臨時固結的施工

承臺施工時，在承臺頂面設置3cm厚預埋鋼板，安裝臨時固結鋼管柱，在承臺內設置2束12φ15.2mm臨時固結鋼絞線，采用YM15-12P錨具。鋼絞線的張拉端在箱梁底板上加設的支撐梁上[4]。

為了增加鋼管樁的剛度，通過查閱相關論文得知，在鋼管樁內進行灌砂處理能較大程度上提高鋼管樁的受力性能，故在兩端未穿鋼絞線的鋼管柱中進行水密實灌砂處理，并用千斤頂慢速壓實后，焊接一塊封頭鋼板，再在鋼管柱頂部用3cm鋼板焊接，鋼管柱頂端設置雙拼50工字鋼，工字鋼與箱梁底的角度差采用鋼筋混凝土楔形塊填補。在工字鋼頂面按照鋼管樁位置再設置3cm預埋鋼板，楔形塊和箱梁一同澆筑，經過設計同意，拆除完臨時固結后混凝土楔形塊不需鑿除。

0#塊澆筑完成，具備預應力張拉要求強度后，先張拉頂板束和腹板束，再張拉臨時鋼絞線束，施加預應力至0.2fpk。張拉完成后拆除雙拼50工字鋼以外的0#塊底模，進行掛籃安裝[5]。

5.2 臨時固結的解除和體系轉換

在邊跨合龍段施工和邊跨現澆段及合龍段預應施工完成后，拆除邊跨端部現澆支架和合龍段施工吊架，開始解除主墩臨時固結，按如下步驟解：先用千斤頂對稱逐根放松鋼絞線，全部鋼絞線放松完成后，用手拉葫蘆吊住雙拼50工字鋼，用乙炔焰割除一段鋼管柱解除與工字鋼的連接，吊走鋼管樁，下放雙拼工字鋼。在解除過程中保證鋼絞線放松均勻同步。用氣割拆除鋼管柱速度快，能比墩頂精軋鋼混凝土臨時固結拆除節省不少時間。體外臨時固結現場如圖1所示。

圖1 體外臨時固結現場圖

6 結論

（1）通過計算分析可知，巴薩河大橋采用單側5根直徑0.8m、厚度16mm的鋼管樁作為臨時固結墩，滿足受力要求，能保障施工安全，并且通過內灌砂方法也較大程度上提高了鋼管樁的受力性能。

（2）臨時固結鋼管柱較之一般體外固結采用了鋼管混凝土或鋼筋混凝土柱，施工方便，且鋼管可以回收利用。體外固結較之體內固結有更長力臂，減小了固結位置的受力，能做到更簡便地施工，極大地降低了施工成本。

（3）臨時固結鋼管柱同時兼作0#塊的托架，省去了搭設支架的費用，既安全又經濟。