1 工程概述

1.1 橋梁概述

重慶江北機(jī)場南聯(lián)絡(luò)道工程高腳水庫大橋?yàn)槿缱兘孛骖A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋,雙幅布置,橋跨布置為42m+75m+42m+35m,總長202m。橋面設(shè)3%縱坡。

在P1、P2、P3號(hào)墩處,墩梁采用盆式橡膠支座聯(lián)接,墩身為現(xiàn)澆矩形墩,基礎(chǔ)為樁接承臺(tái),A0、A4號(hào)橋臺(tái)采用重力式U型橋臺(tái)。

主橋上部結(jié)構(gòu)為單箱單室箱形斷面,單幅橋?qū)?2.8m,箱底寬7.8m,兩側(cè)翼板懸挑2.5m。0#塊長9m,全橋兩幅共4個(gè)T型懸臂梁段,每個(gè)T型懸臂梁段共有8對(duì)節(jié)段需采取掛籃對(duì)稱懸澆施工,節(jié)段長度從根部到跨中分別為4×3.75m+4×4.25m。懸臂澆筑節(jié)段最大控制重量為139.2T。

1.2 臨時(shí)固結(jié)簡述

高腳水庫大橋成橋后是連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu),橋墩與箱梁采用盆式支座連接。設(shè)計(jì)要求在懸臂施工時(shí),橋墩與箱梁形成臨時(shí)固結(jié)。所以在施工中采用鋼管柱預(yù)埋在承臺(tái)上,留置預(yù)埋件在橋墩上,鋼管柱與橋墩預(yù)埋件焊接形成一個(gè)整體,保障了鋼管柱整體的穩(wěn)定性,增大鋼管柱抗扭能力。鋼管柱頂部澆筑在0號(hào)塊中,承臺(tái)、鋼管柱、0號(hào)塊形成一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)體。

同時(shí),在順截面雙面埋置Ф40精軋螺紋鋼,單面19根,合計(jì)38根。

鋼管柱和埋置精軋螺紋鋼同時(shí)作為懸臂施工的臨時(shí)固結(jié)支撐體系。

1.3 臨時(shí)固結(jié)體系簡圖（圖1）

2 臨時(shí)支撐施工方案選擇

本橋箱梁懸澆施工時(shí)需設(shè)置臨時(shí)錨固措施,根據(jù)高腳水庫大橋施工圖設(shè)計(jì)圖紙,本次驗(yàn)算考慮最大懸臂情況下不平衡荷載20T作為計(jì)算依據(jù)。本次計(jì)算由于P2#墩高度較大,達(dá)27m,加上荷載較大,選定在蓋梁與主梁間埋設(shè)Ф40精軋螺紋鋼的同時(shí),采取在P1和P2墩兩側(cè)各設(shè)置大鋼管立柱作支撐,上部設(shè)3I50b連接,型鋼與梁底間設(shè)楔形鋼墊塊確保與混凝土箱梁底密貼。

本次施工方案計(jì)算考慮Ф40精軋螺紋鋼抵抗主梁不平衡荷載,采用大鋼管立柱作支撐為確保因精軋螺紋鋼銹蝕導(dǎo)致強(qiáng)度降低、施工中鋼筋埋設(shè)不豎直等因素后,作為二次支撐體系,大鋼管立柱支撐亦能確保橋墩順向變形,以確保主梁安全施工。

高腳水庫大橋全橋懸臂梁施工,均同時(shí)采用預(yù)埋精軋螺紋鋼和鋼管柱兩種方式作為臨時(shí)支撐體系,做到萬無一失,確保了工程施工的安全。

3 臨時(shí)支撐體系計(jì)算

3.1 體系一

本次驗(yàn)算考慮最大懸臂情況下不平衡荷載20T作為計(jì)算依據(jù)。最大懸臂距精軋螺紋鋼支點(diǎn)一距離35.35m,兩支點(diǎn)間距離為2.3m。計(jì)算公式根據(jù)20T不平衡重量產(chǎn)生拉力和壓力計(jì)算。F1為受拉力,F2為受壓力。

F1+F2=20(T)

20X(2.3+35.35)=F2X2.3

得：拉桿F1=307T；壓桿F2=327T。

鋼筋：fsd=fsd’=280MPa。

預(yù)埋鋼筋面積：As=19X20X20X3.14=23864mm2。

鋼筋拉應(yīng)力為：σ=F2/As=327X104/23864=137MPa。

σ

3.2 體系二

采用大鋼管立柱作支撐，為確保因精軋螺紋鋼銹蝕導(dǎo)致強(qiáng)度降低、施工中鋼筋埋設(shè)不豎直的因素后,作為二次支撐體系,大鋼管立柱支撐亦能確保橋墩順向變形,以確保主梁安全施工(如圖4所示)。

3.2.1 計(jì)算假定及參數(shù)

大鋼管立柱按平面剛架進(jìn)行計(jì)算,柱腳處理成固定絞結(jié)構(gòu)。立柱及橫聯(lián)橫梁斷面按實(shí)際截面輸入。

支架材料材質(zhì):大鋼管立柱、分配梁及碗扣鋼管為A3鋼,容許軸向應(yīng)力140MPa,容許彎應(yīng)力145MPa,彈模210000MPa。

3.2.2 支撐控制計(jì)算工況

以8#塊澆筑完成后,為支架最大受力工況。支架受箱梁混凝土全部荷載、掛籃及模板、支架自重和最大不平衡荷載20T,這個(gè)工況控制支架設(shè)計(jì)。

3.2.3 計(jì)算結(jié)論

主梁混凝土采用C55高強(qiáng)混凝土（表1）。

表1

1-8#塊共重886.05t。

按設(shè)計(jì)要求,最大不平衡重不超過塊件的底板荷載。1#塊底板重：底板厚平均0.55m×6.3×3.75×2.6=33.8t；8#塊底板重：底板厚平均0.27m×6.8×4.25×2.6=20.3t

由于澆8#塊時(shí)為最不利工況,故最大不平衡重取20t。

每只掛籃按55T計(jì)算。

3.2.4 支撐受力計(jì)算

（1）受力圖示簡化如圖5所示。

（2）臨時(shí)支撐反力計(jì)算如下:

計(jì)算公式根據(jù)彎矩和合力的方程聯(lián)合求解,求出A點(diǎn)和B點(diǎn)支座反力

（3）列表計(jì)算（表2）。

表2

（4）立柱校核。

由表2可知,單側(cè)支撐最大豎向力Nmax=13480kN;

橫聯(lián)每10m一道,L=10m,λ=25.4,查表Φ=0.95

滿足受力要求。(1.3為臨時(shí)結(jié)構(gòu)容許應(yīng)力增大系數(shù))

（5）支撐整體受力校核。

Φ800X12鋼管截面參數(shù):A=296.9cm2,

橫聯(lián)每10m一道,L=10m,λ=25.4,查表Φ=0.95

(1.3為臨時(shí)結(jié)構(gòu)容許應(yīng)力增大系數(shù))

4 結(jié)語

本臨時(shí)固結(jié)措施采用預(yù)埋精軋螺紋鋼與大鋼管立柱方案相結(jié)合方式,既解決了主梁傾覆,又避免了橋墩變形過大等施工過程中難題。受力計(jì)算選用兩種體系獨(dú)立受力的最不利狀態(tài),為施工中質(zhì)量安全的控制做到了200%的保障。

臨時(shí)固結(jié)體系在邊跨合攏后,中跨合攏前解除。拆除鋼管柱和精扎螺紋鋼方法比較常規(guī),安全隱患較小,按照鋼結(jié)構(gòu)拆除的常規(guī)方法即行。該措施切實(shí)可行,可以為今后在同類橋梁施工中提供經(jīng)驗(yàn)。