淺議連續梁合攏施工及結構體系轉換

摘要：本文以32+48+32m連續梁為實例，闡述了連續梁合攏施工及結構體系轉換的相關要點及相關臨時結構的計算。

關鍵詞：合攏段 剛性骨架 約束解除 體系轉換

在連續梁施工的整個過程中，合攏段的施工是連續梁施工和體系轉換的重要環節，合攏施工必須滿足受力狀態的設計要求和保持梁體線型，控制合攏段的施工誤差。在連續梁的施工過程中，在沒有進行合攏前，各獨立T構處于負彎矩狀態，隨著連續梁的合攏，梁體也依次轉化成各個不同的受力狀態，直至連續梁成橋。

本文以沈丹客專太子河特大橋32+48+32m連續梁為例。邊跨合攏段長1.5m，高3.05m，中跨合攏段長1.5m，高3.05m。本橋設計給出的合攏順序是：先邊跨合攏，后中跨合攏。邊跨合攏段混凝土澆筑后，使懸臂T構變為單懸臂簡支結構；然后中跨合攏后，使兩個簡支結構形成一個連續梁，完成兩次體系轉換。

合攏段因混凝土澆筑后，氣溫的變化會引起梁體的伸縮變形，同時梁體左右日照溫度不同還會引起梁的扭曲變形，需對合攏段進行臨時鎖定。合攏段臨時鎖定要抵抗溫度應力、T構兩端不平衡彎矩等多種外力，保證懸臂T構施工安全和合攏段不出現裂紋。

邊跨合攏段鎖定采用“剛性骨架+張拉臨時鋼束”方案，邊跨合攏段鎖定時，先焊接剛性骨架鎖定，然后完成臨時鋼束的張拉。剛性骨架連接鋼板應在合攏段兩側節段施工時提前預埋。

剛性骨架設計：剛性連接采用內外剛性連接，外剛性連接為4組縱向雙56c工字鋼，工字鋼兩端焊接在邊跨現澆段和邊跨6#段梁端頂板頂面、底板頂面的預埋鋼板上，頂板、底板處的預埋鋼板各4塊，預埋鋼板長70cm、寬50cm、厚2cm的鋼板上，施工時預埋鋼板頂面與混凝土頂面一平。內剛性連接設8根縱向20a工字鋼，其中頂板4根，底板4根，20a工字鋼兩端焊接在邊跨現澆段及邊跨6#段端部截面頂板、底板的預埋鋼板上，預埋4塊20cm長、20cm寬、2cm厚的鋼板，鋼板外面與對應梁端混凝土截面一平。

假定合攏段長度不變，鎖定骨架支撐力能夠抵消梁體溫度變形引起的支座或模板體系產生的摩擦阻力即可。邊跨木模板與混凝土的摩擦系數取0.15。

N=Gμ

式中N——合攏口剛性骨架所受壓力。

G——邊跨現澆段重力。

μ——木模與混凝土的摩擦系數，取0.15。

N=Gμ=0.15×260.47×9.8=382.8909kN。

其中，G為邊跨現澆段梁段的自重。

升溫計算：外剛性連接在鋼板上焊縫長度60cm，為保證焊縫牢固，每個骨架與預埋鋼板的焊縫均采用四周滿焊，焊縫厚度6mm，4組外剛性連接所承受的最大力為：600×6×160×8×2/1000=9216kN；8根內剛性連接所能承受最大的壓力為：3550×8×210/1000=5964KN，4組剛性連接所能承受的最大壓力為15180KN＞N=382.8909kN，滿足要求。

降溫計算：合攏段溫度拉應力由剛性連接、梁體縱向鋼筋和臨時張拉鋼束抵抗。

混凝土的允許裂縫寬度0.2mm，則剛性連接抵抗溫度應力為：0.2×2.1×105×（15800×8+3550×8）/2000=

3250800N=3250.8KN＞N=382.8909kN，滿足要求。

故邊跨合攏段不需進行臨時預應力束張拉，但為保證邊跨合攏段施工時梁體的整體穩定，張拉底板2束B1、2束B4和6束頂板鋼束T8張拉至600KN。

剛性骨架施工：

①剛性骨架安裝必須按照方案圖嚴格執行，確保安裝質量，所有焊縫必須全部滿焊，且焊縫厚度不小于6mm。②剛性骨架的鎖定應在邊跨合攏段混凝土澆筑前的某一天與合攏溫度相近的溫度時間完成，且盡量縮短鎖定焊接時間，實際施工時可提前將合攏口一側的剛性骨架焊接好，以縮短鎖定時間。③剛性骨架A鋼板預埋件，應在6#段和支架現澆段施工時安裝好，定位準確。

混凝土的澆筑注意事項：

①合攏段混凝土澆筑前3天應連續觀測（6小時一次）合攏口高程變化、合攏段長度變化情況，確定溫度變化與高程、合攏口長度之間的關系，確定混凝土的澆筑時間。②合攏段混凝土澆筑時間，應選擇在當天溫度最低且澆筑完畢后溫度緩慢上升的時候進行，合攏段混凝土應盡快完成澆筑。

按照設計要求，中跨合攏段臨時剛性連接構造安裝完成、臨時張拉中跨合攏鋼束后，解除非固定墩的支座約束。臨時支墩的拆除必須遵循以下幾點：

①臨時支墩拆除前，應在中跨墩頂、1/2懸臂處、懸臂端分別設置3個觀測點，用以監控拆除作業時觀測點的高程和位移變化情況，發現問題，應立即停止拆除作業，查明原因，采取措施后方可繼續作業。②臨時固結的拆除時間為邊跨合攏束張拉完畢、中跨合攏段剛性骨架焊接之后。③臨時固結的拆除應遵循“同時、對稱”的原則，主墩旁的四根臨時固結應同步進行拆除作業。四個臨時固結與梁體應基本在同一時刻與梁體解除（確保靠近邊跨方向的臨時支墩比中跨方向的稍早拆除），同側的臨時支墩應在同一時刻與梁體解除固結。④臨時支墩拆除時，先解除臨時支墩頂與梁體的固結，然后再拔除臨時支墩。實際施工時，可采取先將臨時支墩頂鋼筋剝出，用氧氣乙炔燒斷，然后再用風鎬將臨時支墩混凝土與梁體剝離。臨時支墩鑿除作業時，應注意保護好梁體混凝土不受損傷。

中墩支座臨時約束的解除為中跨合攏段剛性連接焊接完成后，嚴禁用電焊或氧氣乙炔割除的方式。