談懸澆連續梁合龍段勁性骨架施工技術

王 世 民

(準朔鐵路有限責任公司，山西 太原　030013)

1　工程概況

朔山聯絡線跨桑干總渠大橋1號～4號墩臺為單線(32+48+32)m后張法預應力鋼筋混凝土箱型連續梁，該連續梁位于直線上，為跨越桑干總渠而設。梁體邊支座中心至梁端0.6 m,全長113.2 m，梁高沿縱向按二次拋物變化，中支點梁高3.5 m,邊支點及跨中梁高2.5 m,中跨跨中直線段長8.4 m,邊跨直線段長12.8 m。梁體截面采用單箱單室直腹板形式，頂板厚度除梁端附近外均為32 cm,腹板厚45 cm～60 cm～70 cm,底板由跨中的40 cm按二次拋物線變化至根部的60 cm。頂板寬度7.2 m,底板寬度3.8 m。

跨桑干總渠(32+48+32)m連續梁，采用掛籃施工，合龍段長1.5 m，合龍段臨時鋼支撐勁性骨架主要由主型鋼支撐2Ⅰ40a，牛腿及梁體預埋件組成。主型鋼支撐焊接在梁體預埋件上，并與牛腿共同抵抗水平力。合龍時產生的荷載效應通過主型鋼支撐的焊縫傳給主型鋼骨架，然后推動整個梁體移動，合龍段新澆筑的混凝土不參與受力計算跨中合龍段施工工況。

2　勁性骨架施工方案

合龍段采用臨時鎖定鋼支撐勁性骨架方案。在箱梁頂板和箱室底板上分別焊接兩組主型鋼支撐，每組主型鋼支撐架由兩個Ⅰ40a的工字鋼焊接成整體，并焊接于預埋件與混凝土連接成整體，達到合龍段鎖定的目的。

3　合龍后溫升或溫降產生的摩擦力計算

計算因溫升或溫降產生的摩擦力。

1)邊跨合龍時，主墩為固定墩，主墩上梁體隨氣溫升高或降低將導致梁體的伸長和縮短，并使梁體沿縱向產生微小移動，通過合龍段鋼支撐勁性骨架帶動邊跨直線段移動，直線段一部分作用于墩頂托架，邊墩墩頂處作用于支座，墩頂托架及墩頂支座處產生的縱向摩擦力即為鋼支撐的受力。

邊墩現澆段重量為1 136.5 kN，橋上機械荷載、人群荷載可按250 kN考慮，并考慮1.1超載系數，墩頂處總荷載為：

G=1.1×(1 136.5+250)=1 525.15 kN。

考慮模板與混凝土之間的摩擦系數按f=0.5考慮，則因溫升或溫降產生的水平摩擦力為：

F=0.5×1 525.15=762.6 kN。

邊跨合龍段鋼支撐勁性骨架受軸力為F=762.6 kN。

2)中跨合龍段混凝土澆筑時邊跨已完成合龍，臨時支墩已拆除，中跨合龍段鋼支撐勁性骨架焊接后混凝土澆筑時全橋即形成完整的連續梁，氣溫升高或降低將導致梁體的伸長和縮短，并使梁體沿縱向產生微小移動，由此產生縱向摩擦力，中跨合龍段勁性骨架需要能完全承受該摩擦力。

將跨中合龍段向邊跨一側所有梁段重量累加可得到半橋總自重為：W=9 992.55 kN，為偏于安全計算，橋上機械荷載、人群荷載、掛籃荷載可按1 800 kN考慮，并考慮1.1超載系數，則半橋總荷載為：

G=1.1×(9 992.55+1 800)=12 971.8 kN。

摩擦系數按f=0.08考慮，則因溫升或溫降產生的水平摩擦力為：

F=0.08×12 971.8=1 037.7 kN。

4　主型鋼支撐的強度計算

1)2Ⅰ40a熱扎普通工字鋼的截面特性：

截面面積：A=17 214 mm2,慣性矩I=434 280 000 mm4,截面模量W=2 171 400 mm3,回轉半徑ix=158.8 mm。

2)勁性骨架受溫度變化伸縮產生的軸力為：N1=1 037.7 kN，單組主型鋼支撐所受最大荷載值為Nmax=1 037.7/4=259.4 kN，長度以3.0 m計,λ=l/i=3 000/158.8=18.9，φ=0.983。

5　牛腿與主型鋼支撐間鋼板的焊縫檢算

焊腳尺寸為10 mm。每根工字鋼骨架焊縫長度按四面圍焊考慮=142×2+(400-16.5×2)×2+(142-10.5)×2=1 281 mm，焊縫計算長度L=1 281 mm-8hf=1 201 mm。單個主型鋼支撐端頭共1個連接鋼板，每個連接鋼板含2根工字鋼骨架。單組N=259.4 kN。

6　牛腿計算

主型鋼支撐底部翼緣與預埋鋼板焊接，焊縫高度10 mm，焊縫長度250 mm，焊縫計算長度250-2hf=230。牛腿錨固鋼板焊縫高度10 mm，焊縫長度為230 mm，焊縫計算長度L=230 mm-2hf=210 mm。單個主型鋼端頭共4條工字鋼骨架焊縫，8條牛腿錨固鋼板焊縫。N=259.4 kN，考慮工字鋼骨架焊縫及錨固鋼板焊縫共同承擔水平力N,則錨固鋼板焊縫所受彎矩為：

由于259.4×1.35-0.7×10×230×160×4/1 000 kN·m<0，故主型鋼支撐底部翼緣與預埋鋼板焊縫已滿足受力要求要求。

牛腿焊縫可作為安全儲備。

7　預埋件計算

預埋鋼筋，HRB400，共18根，直徑16 mm，由以上可知，單個預埋件上剪力Q=259.4 kN。

8　結語

混凝土連續梁掛籃法施工中的合龍段是重要部位，施工中必須進行嚴格控制。為保證施工質量和安全，合龍段澆筑前需嚴格按照要求設置勁性骨架進行臨時連接，通過臨時結構的計算，確保施工安全，確保成橋質量符合要求。通過本橋的施工實踐，驗證和改進了合龍段勁性骨架的施工，可供同類型工程參考。

參考文獻：

[1]TZ324—2010,鐵路預應力混凝土連續梁(剛構)懸臂澆筑施工技術指南[Z].

[2]鮑衛剛,周泳濤.預應力混凝土梁式橋梁設計施工技術指南[M].北京：人民交通出版社，2009.

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