熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)矮塔斜拉橋墩梁臨時固結(jié)施工技術(shù)

金波

摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁采用懸臂澆筑施工時，橋墩兩側(cè)難以保持絕對平衡，為在不平衡中保持穩(wěn)定，必須在結(jié)構(gòu)上或者施工中采取臨時平衡措施。本文結(jié)合某橋梁工程論述了熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)矮塔斜拉橋墩梁臨時固結(jié)施工技術(shù)，為連續(xù)梁懸臂掛籃穩(wěn)定安全施工提供結(jié)構(gòu)保障，并輔以工程實例進(jìn)行說明，旨在為該地區(qū)矮塔斜拉橋墩梁臨時固結(jié)施工技術(shù)提供參考。

關(guān)鍵詞：熱帶季風(fēng)地區(qū);矮塔斜拉橋;墩梁臨時固結(jié);施工技術(shù)

0 前言

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁采用懸臂澆筑施工所用的主要設(shè)備為掛籃，掛籃進(jìn)行懸臂澆筑時，橋墩兩側(cè)難以保持絕對平衡，為在不平衡中保持穩(wěn)定，必須在結(jié)構(gòu)上或者施工中采取臨時平衡措施，如墩梁固結(jié)等措施。

針對橋墩梁臨時固結(jié)領(lǐng)域，近年來國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究。葛其寶[1]針對設(shè)計圖紙中不給出墩梁固結(jié)臨時支墩設(shè)計圖的情況，通過體內(nèi)臨時支座和體外臨時支墩的方案比選以及受力分析，確定了墩梁臨時固結(jié)的結(jié)構(gòu)，保證了抗傾覆安全系數(shù)大于1.5倍的要求，并敘述了臨時支座的施工方法。同時在臨時支座頂設(shè)置5 cm厚硫磺砂漿并預(yù)埋電阻絲以利于后續(xù)的拆除作業(yè);劉維軍[2]對于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑工法而言，確保懸臂澆筑施工過程中的T構(gòu)安全穩(wěn)定至關(guān)重要，本文以某大橋為例，分析了T構(gòu)傾覆的最不利工況，詳細(xì)計算了懸臂T構(gòu)的傾覆荷載（最大不平衡変矩和豎向反力）及臨時錨固鋼筋;王廣生等[3]預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋懸臂施工過程中，為平衡懸臂施工不平衡荷載產(chǎn)生的力矩，確保結(jié)構(gòu)的安全可靠，需要將墩梁臨時固結(jié)。以蘇丹西納公路大橋為例，闡述懸臂施工過程中不平衡力矩的計算工況和方法，并介紹了臨時固結(jié)的解除順序;王曉勇[4]介紹了懸灌連續(xù)梁臨時固結(jié)的常見形式，結(jié)合工程實例，對鋼管混凝土臨時支墩與墩頂臨時固結(jié)塊進(jìn)行比選，指出鋼管混凝土臨時支墩適用于墩身較低的連續(xù)梁施工，而墩頂臨時固結(jié)塊適用于墩身較高的連續(xù)梁;郅友成[5]針對某些鐵路項目懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁時，墩梁臨時固結(jié)體系需施工單位自行設(shè)計的情況，通過分析懸臂施工過程中的“T”構(gòu)傾覆荷載、不平衡彎矩的計算工況和計算方法，確定合理有效的墩梁臨時固結(jié)體系，確保連續(xù)梁施工過程中梁體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。

綜上所述，目前墩梁臨時固結(jié)領(lǐng)域研究成果頗豐，但是針對熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)矮塔斜拉橋墩梁臨時固結(jié)施工技術(shù)的研究并不廣泛，缺乏相對成熟的經(jīng)驗和施工工藝。為研究熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)矮塔斜拉橋墩梁臨時固結(jié)施工技術(shù)本文以某橋梁為依托工程，研究在濱海平原、臺風(fēng)登陸區(qū)等最不利環(huán)境中連續(xù)梁懸臂掛籃施工保持平衡穩(wěn)定及安全的方法，為該地區(qū)矮塔斜拉橋墩梁臨時固結(jié)施工提供參數(shù)及寶貴經(jīng)驗。

1 工程概況

1.1 項目簡介

某橋梁工程項目起點位于海南省萬寧市東部和樂鎮(zhèn)，與疏港路相接，起點樁號K0+500，跨越萬寧小海，終點位于鹽墩村，設(shè)置平面交叉與縣道×432相接，終點樁號K2+972.175，路線全長2.472 km，其中橋梁長1 835 m。主橋跨徑布置為（80+138+80）m，全長298 m。橋位地表水體為小海海水，施工期間測得其水深1.9 m～3 m不等，并受潮汐影響，潮差約1.5 m，對施工影響較大。主橋設(shè)計為雙塔三跨中央雙索面混凝土矮塔斜拉橋，塔梁固結(jié)、塔墩分離結(jié)構(gòu)，主梁為變高度混凝土連續(xù)箱梁，單箱三室，整幅布置，梁與墩之間設(shè)置雙曲面球型減隔震支座。0#1#塊、邊跨采用鋼管樁落地支架現(xiàn)澆，其余主梁塊段采用掛籃懸臂現(xiàn)澆。

1.2 連續(xù)梁臨時固結(jié)設(shè)置背景

主橋連續(xù)梁懸臂施工時，首先利用承臺及主墩布置鋼管樁落地支架澆筑墩頂段，墩梁設(shè)置臨時固結(jié)設(shè)施從而保證懸臂施工的平衡、穩(wěn)定。在已澆筑的墩頂梁段上組裝懸臂施工所用的兩套掛籃，分頭兩側(cè)逐段平衡澆筑。由于本項目處于濱海環(huán)境，屬于臺風(fēng)登陸區(qū)，由于風(fēng)荷載的隨機(jī)性也會產(chǎn)生不平衡荷載，因此墩梁臨時固結(jié)需要充分考慮臺風(fēng)的最不利因素，從而確保施工安全。

2 施工工藝

2.1 施工要點

2.1.1 臨時固結(jié)預(yù)埋件施工

主橋連續(xù)梁0#、1#塊現(xiàn)澆施工采用鋼管樁落地支架方案。利用承臺及主墩布置支架，在主墩兩側(cè)預(yù)埋牛腿+承臺鋼管樁做支撐鋪設(shè)縱橫向分配梁并鋪設(shè)方木、模板;墩頂設(shè)置臨時C50混凝土支座，內(nèi)部設(shè)置錨筋，預(yù)埋共136根精軋螺紋鋼筋錨固，墩身兩側(cè)鋼管樁內(nèi)預(yù)埋共48根精軋螺紋鋼，一端埋深至承臺，一端錨固至箱室內(nèi)或箱梁頂。圖1～圖3分別為承臺預(yù)埋件布置圖、鋼管樁精軋螺紋鋼預(yù)埋圖、墩頂精軋螺紋鋼預(yù)埋圖。

2.1.2 臨時支座施工

墩頂設(shè)置臨時支座采用C50混凝土，頂面與箱梁底面平齊兼做模板，內(nèi)部布置鋼筋，臨時支座底鋪設(shè)5 cm細(xì)砂與墩身隔離，預(yù)埋墩身精軋螺紋鋼穿過臨時支座套φ50塑料波紋管，確保后續(xù)C50混凝土臨時支座方便拆除，墩頂臨時支座施工如圖4所示。

2.1.3 墩身預(yù)埋精軋螺紋鋼施工

臨時支座澆筑完后，安裝永久支座，鋪設(shè)底模綁扎0#1#塊鋼筋骨架，預(yù)留0#1#塊精軋螺紋鋼，一次性澆筑0#1#塊。待強(qiáng)度達(dá)到100%后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線。掛籃在0#1#塊上拼裝前張拉墩身預(yù)埋共136根φ32精軋螺紋鋼進(jìn)行臨時鎖緊錨固，單根設(shè)計張拉力15 t，采用YGM-32錨具及連接器。從而確保后續(xù)掛籃懸臂施工安全。

2.2 墩頂臨時固結(jié)監(jiān)測

在懸臂施工過程中，臨時固結(jié)的安全關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)的安全。因此，為了保證結(jié)構(gòu)的安全，在臨時固結(jié)結(jié)構(gòu)體系C50混凝土臨時支座中埋設(shè)傳感器（測試豎向壓應(yīng)力），以了解其結(jié)構(gòu)應(yīng)力安全。傳感器埋設(shè)沿橫橋向每側(cè)2個合計4支傳感器，同時臨時固結(jié)在施工過程中須安排專人進(jìn)行定期外觀檢查，主要檢查臨時固結(jié)結(jié)構(gòu)混凝土是否有新增裂縫、是否有混凝土壓潰等現(xiàn)象。臨時固結(jié)體系應(yīng)力布置示意如圖6所示。

3 施工注意事項

3.1 臨時固結(jié)注意事項

①承臺、墩身的臨時固結(jié)設(shè)施預(yù)埋件數(shù)量、位置須滿足設(shè)計圖紙及規(guī)范要求。

②臨時支座須在墩頂0號塊底模安裝前完成，墩頂與臨時砼支座須采取措施設(shè)置隔層便于拆除。

③墩頂01#塊澆筑后強(qiáng)度達(dá)到100%進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，完成后對墩身與箱梁預(yù)埋精軋螺紋鋼張拉錨固，張拉荷載嚴(yán)格按設(shè)計張拉力，張拉完成后方可進(jìn)行掛籃懸臂施工。

④張拉錨固后精軋螺紋鋼須上雙螺帽，確保牢靠不松動。

⑤拆除臨時固結(jié)混凝土支座及鋼筋時，注意保護(hù)永久支座及梁底，不得損傷梁底。

3.2 其他施工注意事項

①安裝鋼管立柱時需保證垂直度，并與墩身連接牢固。

②安裝分配梁、牛腿等構(gòu)件時需測定各構(gòu)件的平面位置、控制好各部位高程，確保受力均勻。

3.3 安全事項

①預(yù)埋墩頂臨時固結(jié)鋼筋及澆筑臨時支座，必須搭設(shè)牢固的作業(yè)平臺。

②高空作業(yè)工人必須系好安全帶，正確佩戴安全防護(hù)用品。

③臨時用電嚴(yán)格按照“一機(jī)、一閘、一漏、一箱”設(shè)置。

4 結(jié)論

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁采用懸臂澆筑施工時，橋墩兩側(cè)難以保持絕對平衡，為在不平衡中保持穩(wěn)定，必須在結(jié)構(gòu)上或者施工中采取臨時平衡措施。墩梁臨時固結(jié)是一種用于連續(xù)梁懸臂施工確保穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，通過采用體外體內(nèi)相結(jié)合方式（外柔內(nèi)剛）的臨時固結(jié)結(jié)構(gòu)，可有效預(yù)防減少濱海地區(qū)不利環(huán)境風(fēng)荷載對連續(xù)梁掛籃施工的不利因素，本工程實際施工效果良好，確保了工程質(zhì)量與安全，具有一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王廣生，甄玉杰，馮云成.蘇丹西納公路大橋墩梁臨時固結(jié)設(shè)計與計算[J].中外公路，2012，32（04）：174-177.

[4]王曉勇.談懸灌連續(xù)梁臨時固結(jié)施工工藝的優(yōu)缺點[J].山西建筑，2016，42（02）：180-181.

[5]郅友成.懸臂澆筑連續(xù)梁臨時固結(jié)體系計算分析[J].鐵道建筑技術(shù)，2014（S1）：61-64.