連續梁懸澆法施工梁墩臨時固結方案優化

張 冬，張 飛

（中港建設集團有限公司，江蘇 蘇州215000）

大跨徑懸澆結構在施工過程中必須采取臨時固結措施，確保結構在不平衡受力的情況下，不會出現傾覆，造成安全質量事故。

臨時固結措施結構形式多種多樣，如何在確保安全的前提下，提出施工最簡單、成本最低的方案是值得探討的方向。

1 項目概況

明光路跨線橋II標段連續梁上部為45m+70m+45m三跨預應力混凝土變截面雙箱雙室連續箱梁，箱梁高度從跨中2m至主墩1.5m處按二次拋物線變化。懸澆箱梁處在0#塊處設置厚1.8m的橫隔梁、邊跨端部設置厚1.2m的橫隔梁及中跨處設置厚0.4m橫隔板，其余部位均不設橫梁。箱梁采用橫縱豎三向預應力體系，橫向和縱向采用φs15.2鋼絞線，豎向預應力采用直徑為JLφ32高強度精扎螺紋鋼筋，沿箱梁腹板內布設。

懸澆梁頂板厚度為0.28m，底板厚度由跨中0.45m，按二次拋物線變化至距0號塊中心線1.5m處的0.7m，腹板厚度0～7#塊為0.6m，7～8#塊為漸變段，9～10#塊為0.45m。

2 方案優化

2.1 原設計方案

原設計方案是在每個0#塊2側各6根φ800mm的鋼支撐。每根鋼支撐里面2束鋼絞線，每束15根。規格為φs15.24mm，fpk1860MPa低松弛高強鋼絞線。同時在鋼支撐里澆筑C40混凝土。原設計如圖1，表1。

圖1 原設計方案

表1 每個0#塊臨時固結工程數量

2.2 方案優化

按設計圖給出的臨時固結方案為在主墩兩側各埋6根φ800δ=120mm的鋼管，在鋼管內灌注混凝土進行臨時固結。這樣保證了箱梁在最不利荷載作用下產生傾覆時，箱梁對鋼管柱所產生的抗壓強度。但在鋼管內部澆筑混凝土后，鋼管無法再次進行利用，一次報廢，造成較大的成本浪費。由表1可知，4個0#塊臨時固結方案所使用的材料數量相當大，同時施工工藝較復雜，尤其在臨時固結拆除時，要動用大量人力和材料。對此，本工程經過優化后，采用固結方案為主墩兩側各埋6根φ630mmδ=12mm鋼管，結合15根鋼絞線張拉進行臨時固結，取消內部混凝土澆筑，由原來的混凝土抗壓變成鋼絞線的抗拉，在邊跨合攏后，鋼管取下可再次利用，同時節省了鋼管內部的混凝土。具體工藝如圖2，表2。

圖2 臨時固結優化后方案

表2 方案優化后0#塊固結工程數量

2.3 方案優化后固結驗算

梁體在施工過程中受力很復雜，對于梁體自重，應由墩頂盆式支座支撐。

施工過程中由于施工偏差，造成主墩兩側出現不平衡時，臨時固結鋼支撐是否能有效抵消其相應出現的偏載。本文對施工過程中產生的各種不利荷載進行分析。

最不利4種工況同時出現，其核載組合為：

（1）最后一個懸澆段不同步施工，一側施工，另一側空載。

（2）一端堆材料機具按8.5kN/m計，懸臂端部200kN集中力，另一端空載。

（3）一側施工機具動力系數1.2，另一側為0.8。

（4）考慮箱梁自重的不平均性，一側懸臂自重增加4%，另一側減少4%。

承臺施工時在主墩兩側各預埋6根鋼管結合15根鋼束，作為抗傾覆衡力矩受拉之用。

2.4 鋼管強度驗算

本次最后一個塊為8#塊，混凝土114t，中心距傾覆轉點力臂29.45m。形成的力學模型如圖3。

圖3 力學模型

以B點形成力矩平衡方程為：

在最不利工況下，左側臨時固結鋼支撐受壓1297.7T，因A點受壓小于B點，本文僅驗算B點。

B點鋼管抗壓是否滿足要求，即在最不利工況下，所有箱梁混凝土均有墩頂單側臨時鋼管承壓（RB側受壓）。

此刻，右側鋼管RB=G總-RA=2924.6-1297.7=1626.7t

鋼管強度滿足要求。

2.5 鋼管穩定性驗算

以鋼管樁作為穩定驗算，因相臨鋼管縱橫相連，可視為兩端固定受壓桿。計L=14.8m，λ=μL/i。

i=15.6cm，λ=μL/i=0.5×1480/15.6=47.4＜61.4（A3剛柔度最低界限值）。因此可不進行穩定計算，只進行強度驗算。

3 施工過程監控

考慮臨時固結涉及結構在合攏之前穩定，在施工過程中進行了全過程監控。經分析在澆筑8#塊時不利荷載產生的彎矩達到最大，則選取在每個8#塊布點進行測量觀測，并要求在施工過程中每0.5h進行1次高程觀測，隨時掌握在混凝土澆筑過程中高程出現異常變化，對鋼支撐進行觀察，看是否發現異常變化，有無異常響聲。

本工程以22#墩左幅8#塊在澆筑過程中監控數據整理如表3。

表3 施工過程數據監控

從測量數據來看，變化幅度很小，考慮到測量誤差和混凝土澆筑過程中結構的自然撓度下沉，對鋼支撐變形進行了觀察，未發現變形，說明鋼支撐是足夠安全的。

4 結語

方案優化后，鋼管抗壓強度和穩定性均滿足要求；施工完成后，鋼管可重復利用，并節省了鋼管內的混凝土，大大降低了施工成本；支撐拆除后，減小了施工難度，取得了較大經濟效益。