張 冬，張 飛

（中港建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇 蘇州215000）

大跨徑懸澆結(jié)構(gòu)在施工過程中必須采取臨時(shí)固結(jié)措施，確保結(jié)構(gòu)在不平衡受力的情況下，不會出現(xiàn)傾覆，造成安全質(zhì)量事故。

臨時(shí)固結(jié)措施結(jié)構(gòu)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(xiàng)目概況

明光路跨線橋II標(biāo)段連續(xù)梁上部為45m+70m+45m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面雙箱雙室連續(xù)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(shè)置厚1.8m的橫隔梁、邊跨端部設(shè)置厚1.2m的橫隔梁及中跨處設(shè)置厚0.4m橫隔板，其余部位均不設(shè)橫梁。箱梁采用橫縱豎三向預(yù)應(yīng)力體系，橫向和縱向采用φs15.2鋼絞線，豎向預(yù)應(yīng)力采用直徑為JLφ32高強(qiáng)度精扎螺紋鋼筋，沿箱梁腹板內(nèi)布設(shè)。

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(yōu)化

2.1 原設(shè)計(jì)方案

原設(shè)計(jì)方案是在每個(gè)0#塊2側(cè)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(guī)格為φs15.24mm，fpk1860MPa低松弛高強(qiáng)鋼絞線。同時(shí)在鋼支撐里澆筑C40混凝土。原設(shè)計(jì)如圖1，表1。

圖1 原設(shè)計(jì)方案

表1 每個(gè)0#塊臨時(shí)固結(jié)工程數(shù)量

2.2 方案優(yōu)化

按設(shè)計(jì)圖給出的臨時(shí)固結(jié)方案為在主墩兩側(cè)各埋6根φ800δ=120mm的鋼管，在鋼管內(nèi)灌注混凝土進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)。這樣保證了箱梁在最不利荷載作用下產(chǎn)生傾覆時(shí)，箱梁對鋼管柱所產(chǎn)生的抗壓強(qiáng)度。但在鋼管內(nèi)部澆筑混凝土后，鋼管無法再次進(jìn)行利用，一次報(bào)廢，造成較大的成本浪費(fèi)。由表1可知，4個(gè)0#塊臨時(shí)固結(jié)方案所使用的材料數(shù)量相當(dāng)大，同時(shí)施工工藝較復(fù)雜，尤其在臨時(shí)固結(jié)拆除時(shí)，要動用大量人力和材料。對此，本工程經(jīng)過優(yōu)化后，采用固結(jié)方案為主墩兩側(cè)各埋6根φ630mmδ=12mm鋼管，結(jié)合15根鋼絞線張拉進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)，取消內(nèi)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(shí)節(jié)省了鋼管內(nèi)部的混凝土。具體工藝如圖2，表2。

圖2 臨時(shí)固結(jié)優(yōu)化后方案

表2 方案優(yōu)化后0#塊固結(jié)工程數(shù)量

2.3 方案優(yōu)化后固結(jié)驗(yàn)算

梁體在施工過程中受力很復(fù)雜，對于梁體自重，應(yīng)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(cè)出現(xiàn)不平衡時(shí)，臨時(shí)固結(jié)鋼支撐是否能有效抵消其相應(yīng)出現(xiàn)的偏載。本文對施工過程中產(chǎn)生的各種不利荷載進(jìn)行分析。

最不利4種工況同時(shí)出現(xiàn)，其核載組合為：

（1）最后一個(gè)懸澆段不同步施工，一側(cè)施工，另一側(cè)空載。

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

（3）一側(cè)施工機(jī)具動力系數(shù)1.2，另一側(cè)為0.8。

（4）考慮箱梁自重的不平均性，一側(cè)懸臂自重增加4%，另一側(cè)減少4%。

承臺施工時(shí)在主墩兩側(cè)各預(yù)埋6根鋼管結(jié)合15根鋼束，作為抗傾覆衡力矩受拉之用。

2.4 鋼管強(qiáng)度驗(yàn)算

本次最后一個(gè)塊為8#塊，混凝土114t，中心距傾覆轉(zhuǎn)點(diǎn)力臂29.45m。形成的力學(xué)模型如圖3。

圖3 力學(xué)模型

以B點(diǎn)形成力矩平衡方程為：

在最不利工況下，左側(cè)臨時(shí)固結(jié)鋼支撐受壓1297.7T，因A點(diǎn)受壓小于B點(diǎn)，本文僅驗(yàn)算B點(diǎn)。

B點(diǎn)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(cè)臨時(shí)鋼管承壓（RB側(cè)受壓）。

此刻，右側(cè)鋼管RB=G總-RA=2924.6-1297.7=1626.7t

鋼管強(qiáng)度滿足要求。

2.5 鋼管穩(wěn)定性驗(yàn)算

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

i=15.6cm，λ=μL/i=0.5×1480/15.6=47.4＜61.4（A3剛?cè)岫茸畹徒缦拗担?。因此可不進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，只進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。

3 施工過程監(jiān)控

考慮臨時(shí)固結(jié)涉及結(jié)構(gòu)在合攏之前穩(wěn)定，在施工過程中進(jìn)行了全過程監(jiān)控。經(jīng)分析在澆筑8#塊時(shí)不利荷載產(chǎn)生的彎矩達(dá)到最大，則選取在每個(gè)8#塊布點(diǎn)進(jìn)行測量觀測，并要求在施工過程中每0.5h進(jìn)行1次高程觀測，隨時(shí)掌握在混凝土澆筑過程中高程出現(xiàn)異常變化，對鋼支撐進(jìn)行觀察，看是否發(fā)現(xiàn)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(jiān)控?cái)?shù)據(jù)整理如表3。

表3 施工過程數(shù)據(jù)監(jiān)控

從測量數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)的自然撓度下沉，對鋼支撐變形進(jìn)行了觀察，未發(fā)現(xiàn)變形，說明鋼支撐是足夠安全的。

4 結(jié)語

方案優(yōu)化后，鋼管抗壓強(qiáng)度和穩(wěn)定性均滿足要求；施工完成后，鋼管可重復(fù)利用，并節(jié)省了鋼管內(nèi)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(jīng)濟(jì)效益。