祖慶泉
(中鐵十二局集團第四工程有限公司,陜西西安 710000)
廣佛肇高速公路廣州石井至肇慶大旺段佛山段在跨越廣州西二環(huán)高速公路時,設(shè)置新和互通進行高速公路連接,新和互通主線橋沿既有國道G321 高架,在18 跨采用40.5m+70m+39.5m懸澆梁跨越西二環(huán)高速,梁體最大高度4.3m,最小高度2.3m。梁體左幅為3 箱室結(jié)構(gòu),右幅為2 箱室結(jié)構(gòu);左幅橋面寬度20.25~24.088m,右半幅橋面寬度15.25~17.512m。橋梁處于寬度變化段,寬度變化采用翼板寬度變化實施。跨越西二環(huán)主跨位于豎曲線范圍,線路縱坡小于0.71%,線路橫批4%。其中1/2 中跨10 個節(jié)段(除0#塊),邊跨11 個節(jié)段(除0#塊)。左半幅最大懸澆節(jié)段重量218.2t,右半幅最大懸澆節(jié)段重量154.6t。懸澆梁主墩17、18 號墩采用方墩構(gòu)造,各3 個,線路縱向尺寸3.0m、橫向尺寸2.2~7.8m。主線橋懸澆梁縱向沿國道G321 高架,橫向跨廣州西二環(huán)高速公路。橋梁施工范圍位于廣東省佛山市南海區(qū),經(jīng)濟相對發(fā)達,國道321 車輛量大。橋墩支撐只能采用門架形狀。懸澆梁梁體采用隱形橫隔梁構(gòu)造,橫隔梁設(shè)置在0#塊位置,直接代替橋墩蓋梁,橫隔梁通過盆式支座,將荷載傳遞給墩柱。
根據(jù)現(xiàn)場情況,懸澆梁施工臨時固結(jié)是施工的重點。新和互通主線橋懸灌梁,腹板位于東西二線上方,直接在梁體腹板下方做臨時固結(jié),對東西二線車輛影響較大,安全風(fēng)險較大。結(jié)合梁體采用隱形橫隔梁結(jié)構(gòu),臨時固結(jié)設(shè)立在方柱頂部,通過柱頂與橫隔梁臨時連結(jié)實現(xiàn)。下面以17 號墩臨時固結(jié)闡述固結(jié)設(shè)計。
臨時固結(jié)設(shè)置于永久支座前后(線路方向)兩側(cè),抗拉采用PSB785φ32 精軋螺紋鋼筋,抗壓采用澆筑C50 混凝土實現(xiàn)。中跨合攏后,將臨時支座混凝土鑿除,切割預(yù)埋的精軋螺紋鋼筋,并做好防銹處理。臨時固結(jié)受壓支座的大小和抗拉精軋螺紋鋼的設(shè)置,考慮了兩側(cè)支座距梁體重心距離不等,受力分配不同。精軋螺紋鋼的設(shè)置,取抗傾覆系數(shù)2.0(最不利力矩計算中,取掛籃掉落沖擊系數(shù)2.0,此處取抗傾覆系數(shù)2.0),在C50 梁體內(nèi)錨固長度1.0m,在C40 墩柱錨固長度1.2m,錨固端頭采用套裝絲筒進行修正。臨時支座設(shè)立10cm×10cm 鋼筋網(wǎng)片,鋼筋采用φ10螺紋鋼,豎向間距10cm。
(1)梁體參數(shù),如表1 所示。
表1 跨西二環(huán)主線懸澆梁梁體參數(shù)
(2)臨時支座承載力計算(見圖1)
取L=1.2m 代入公式,計算結(jié)果如表2 所示。
因梁體重心不在橫梁正中間,計算時按比例分配,臨時支座受力分配情況、各臨時支座支反力計算如表3、表4 所示。
根據(jù)計算結(jié)果,C50 混凝土臨時支座最大壓應(yīng)力σ=21.2MPa<fcd=22.4MPa,滿足要求。
圖1 臨時固結(jié)計算模式
表2 跨西二環(huán)主線懸澆梁臨時支座支反力計算
錨固鋼筋采用PSB785φ32 精軋螺紋鋼筋,抗拉強度設(shè)計值fy=650MPa。
單根能承受拉力[P]=fy×Ac=650×804/1000=522.76kN。
設(shè)傾覆側(cè)臨時支座采用PSB785φ32 精軋螺紋鋼筋數(shù)量為n,由計算簡圖:
取抗傾覆安全系數(shù)K≥2.0。
表3 跨西二環(huán)主線懸澆梁臨時支座支反力分配計算
表4 跨西二環(huán)主線懸澆梁臨時支座支反力計算
表5 臨時錨固鋼筋數(shù)量計算
其中:α-錨固鋼筋的外形系數(shù),對于螺紋鋼,取α=0.14;fy-鋼筋抗拉強度設(shè)計值;ft-混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值;d-錨固鋼筋
直徑。
錨入箱梁梁體內(nèi)長度:
錨入墩柱內(nèi)長度:
錨固端頭采用機械錨固(端頭車絲,套裝絲筒),考慮修正:
?。篊50 梁體內(nèi)錨固長度:1000mm;C40 墩柱內(nèi)錨固長度:1200mm。
綜上所述,此臨時固結(jié)方式在廣佛肇高速公路新和互通主線橋跨廣州西二環(huán)高速公路懸澆梁施工中安全、可靠,橋梁已順利、安全完成。此方案的運用,不但避免了在橋梁結(jié)構(gòu)外增加支墩等臨時結(jié)構(gòu)帶來的交通安全風(fēng)險,同時也節(jié)約了施工成本。希望可以為交通復(fù)雜、空間受限時的橋梁設(shè)計與施工提供參考與思路。