連續(xù)梁中墩臨時錨固措施設(shè)計

摘要：本文提出了一種懸臂澆筑連續(xù)梁墩頂臨時錨固方案，并介紹了其設(shè)計計算過程，實踐證明切實可行。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁 臨時錨固設(shè)計

1 工程概況

某特大橋，1285#～1288#墩上跨淮洪新河，上部連續(xù)跨徑為48.75m+80m+48.75m，設(shè)計采用掛籃懸澆施工。0#塊采用托架現(xiàn)澆，1#～6#段采用掛籃懸澆施工，7#段為合攏段。

2 設(shè)計要求

2.1 懸臂施工時，要求對稱澆筑，如難以實現(xiàn)，應(yīng)控制兩側(cè)混凝土澆筑不平衡重不超過20噸。

2.2 墩梁臨時固結(jié)措施：各中墩臨時固結(jié)措施，應(yīng)能承受中支點處最大不平衡彎矩19902KN·m和相應(yīng)豎向反力19885KN。此不平衡荷載考慮了①中墩兩側(cè)梁體結(jié)構(gòu)的不均勻性、②施工不平衡荷載、③風(fēng)荷載，未考慮安全系數(shù)及一側(cè)掛籃墜落的情況，設(shè)計臨時固結(jié)構(gòu)造時，應(yīng)酌留富余量，并應(yīng)在施工時加強掛籃錨固。

3 臨時固結(jié)設(shè)計計算

臨時支座在施工主墩墩身上部時需埋設(shè)錨固用精軋螺紋鋼，在墩頂澆筑臨時支座。臨時支座由三層組成，即C50聚丙烯纖維混凝土（厚17cm）+C50硫磺砂漿（厚10.8cm）+C50聚丙烯纖維混凝土（厚17cm），在硫磺砂漿層內(nèi)埋設(shè)電阻絲，拆除時通電預(yù)熱然后鑿除。臨時支座上下與梁體及墩身接觸處鋪設(shè)油毛氈，以方便拆除。精軋螺紋鋼錨固于0號段箱梁底板與隔墻交接處，錨下砼與梁體一起澆筑。0號段箱梁澆筑完畢達(dá)到強度后，張拉精軋螺紋鋼至設(shè)計噸位。0號段托架在以下計算中不考慮參與受力。

為了施工安全，按照以往的施工經(jīng)驗，最不利不平衡載荷出現(xiàn)在懸臂灌注施工至6號梁段時的最大懸臂工況，需考慮施工風(fēng)荷載、兩側(cè)梁體結(jié)構(gòu)不均勻性的重量偏差、左右6號梁段的不同步施工、掛籃墜落，所取參數(shù)為最不利工況，實際施工時應(yīng)嚴(yán)格控制兩側(cè)的重量偏差，不同步施工荷載不得大于20噸。

在懸臂澆注施工過程中，為保證“T”形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在橋墩頂面（0#塊梁底）設(shè)置4個0.4m（寬）×1.8m（長）的臨時支墩（見圖1），臨時支墩采用標(biāo)號C50的混凝土塊，每個臨時支墩內(nèi)部配置φ25高強精軋螺紋鋼筋42根，同時配置適當(dāng)?shù)钠胀ㄤ摻睢＞埪菁y鋼筋埋入橋墩90cm，埋入梁體90cm。在臨時支座底面、頂面各設(shè)一層塑料薄膜（或油毛氈）隔離層。臨時支座中心距離橋墩中心縱向距離1.25m。

3.1 臨時支墩混凝土抗壓強度。臨時混凝土支墩的最大壓力為R2=20852kN，橋墩一側(cè)臨時支墩的受壓面積為：2×1.8×0.4=1.44m2

混凝土的壓應(yīng)力20852/1.44=14.5MPa<22.4MPa

計算中未計螺紋鋼的有利因素，強度滿足安全性要求。

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圖2 臨時固結(jié)受力圖

3.2 臨時支墩錨固鋼筋強度。對于螺紋鋼筋，按承受最大的不平衡彎矩假設(shè)計算。

單根螺紋鋼筋的極限抗拉(壓)力：

490×700=343000N=343.0kN

橋墩一側(cè)共68根（只計最外側(cè)2排的鋼筋）螺紋鋼筋能夠抵抗的最大不平衡彎矩是：

M=2×34×343×2.7=62975kN.m>35486kN.m

螺紋鋼筋能夠滿足抵抗最大不平衡彎矩的要求，安全系數(shù)為n=62974.8/35486=1.77

3.3 風(fēng)荷載計算：根據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》（TB10002.1-2005），查得蚌埠地區(qū)基本風(fēng)壓值W0=500Pa，風(fēng)壓力計算公式為：

W=K1×K2×K3×W0=1.3×1.0×1.0×500=650Pa

其中：W——風(fēng)荷載強度Pa

W0——基本風(fēng)壓值Pa

K1——風(fēng)載體形系數(shù)，取1.3

K2——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取1.0

K3——地形、地理條件系數(shù)，取1.0

風(fēng)荷載最不利情況為沿懸澆墩軸線一端全部為從橋面往下的風(fēng)壓力，另一端全部為沿橋底往上的風(fēng)壓力，風(fēng)荷載為：650Pa×12=7.8KN/m

3.4 其他不平衡荷載考慮以下因素

3.4.1 兩側(cè)梁體結(jié)構(gòu)不均勻性的重量偏差考慮3%；

3.4.2 一側(cè)掛籃墜落情況下的最不利工況，掛籃、模板、施工荷載合計600KN；

3.4.3 施工不同步產(chǎn)生的不平衡荷載按施工6#梁段時產(chǎn)生，按6#段自重的25%即267KN。

3.5 計算不平衡彎矩。M左＝1068.2×0.75×25＋1092.5×21＋1185.6×17＋1157.1×13.25＋1250.2×9.75＋1322.1×6.25－0.5×7.8×27×27＝96067KN·m

M右＝1068.2×1.03×25＋1092.5×1.03×21＋1185.6×1.03×17＋1157.1×1.03×13.25＋1250.2×1.03×9.75＋1322.1×1.03×6.25＋600×27＋0.5×7.8×27×27＝127798KN·m

不平衡彎矩M＝M右－M左＝31731KN·m

（所考慮的不平衡彎矩大于設(shè)計要求的19902KN·m）

3.6 計算臨時支座反力。假設(shè)左右臨時支座反力方向均為向上，取力的平衡：

R左＋R右＝梁體自重×1.03+施工掛籃模板等臨時荷載+風(fēng)載壓力

=17780×1.03+600×2+7.8×54=19935KN

（所考慮的豎向反力大于設(shè)計要求的19885KN）

以箱梁中心取力矩平衡：

R右×1.475－R左×1.475＝31731KN·m

得：R左＝-789KN

R右＝20724KN

3.7 抗傾覆力矩

連續(xù)梁自重抗傾覆力矩：

M1’＝17780×1.475＝26226KN·m

精軋螺紋鋼筋抗傾覆力矩

M2’＝400×16×2.875＝18400KN·m

合計抗傾覆力矩M’＝44626KN·m

3.8 抗傾覆安全系數(shù)K＝M’/M＝44626/31731＝1.406

3.9 臨時支座受力驗算。左側(cè)臨時支座反力為：400×16-789=5611KN；

右側(cè)臨時支座反力為：400×16+20724=27124KN；

臨時支座面積為0.75×2.4×2=3.6m2

支座所受最大壓應(yīng)力為27124×10-3/3.6=7.53MPa

＜C40混凝土強度設(shè)計值19.5MPa。(計算通過，滿足要求)。

4 結(jié)束語

本大橋箱梁懸臂施工墩頂臨時錨固嚴(yán)格按照本圖施工，箱梁順利實現(xiàn)合龍，本文提出連續(xù)梁中墩臨時錨固措施適合墩高15M左右的連續(xù)梁橋，本文希望能對類似橋梁的臨里錨固起到一個拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]混凝土設(shè)結(jié)構(gòu)計規(guī)范，GB 50010-2002.

[2]客運專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南，TZ-213-2005.

[3]客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn).鐵建設(shè)[2005]

160號.

[4]鐵路橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)程，TB10303-2009.

[5]蘆勇.東江四橋主橋連續(xù)梁臨時支墩、支座的設(shè)計與施工.鐵道建筑技術(shù)，2004(4).