连续梁悬臂施工临时固结设计与检算

丁 东

（昆明市规划设计研究院，云南昆明 450061）

0 前言

随着路网交通日益发展，线路交叉是不可避免的，当交角较小时，高速公路跨越现状道路、铁路等，在不影响交通的情况下，要满足限界及施工安全要求时，上跨桥梁跨度一般很大。为了降低造价和施工难度，桥梁通常采用连续梁。悬臂施工是连续梁常见的一种施工方法，该方法在跨河、跨路等有较好的优势。

连续梁施工时，由于各种偶然因素，会在实际施工中可能出现不平衡荷载及一些极端情况。为了克服不平衡荷载的影响，确保梁体施工期间结构稳定和安全，需对梁体施工时实施临时固结措施。

本文结合临离高速公路匝道桥上跨太中银铁路客运专线隧道（38+60+38）m连续梁为例，详细介绍临时固结设计、检算及拆除方案。

1 工程概述

临离高速上跨太中银铁路隧道匝道桥为（38+60+38）m变截面预应力混凝土连续梁。桥梁采用单箱单室截面，桥宽为8.5 m。箱梁支点处梁高3.8 m，跨中梁高1.8 m，梁高按1.6次抛物线Y＝0.009740283X1.6变化。

主梁采用挂篮悬臂浇筑施工，箱梁顶宽8.5 m，底宽4.5 m，共分6个节段。箱梁0号块长5.5 m，1号块长3.5 m，2号～6号块长4 m，合龙段2.0 m，施工最大悬臂长度为29 m。

2 临时固结设计

悬臂施工时，常采用的临时固结方法一般有以下几种：

（1）墩顶预埋钢筋和硫磺砂浆临时固结垫块组成的墩梁固结；

（2）墩顶预埋钢筋和砂筒组合成墩梁固结；

（3）钢管混凝土或钢筋混凝土立柱与柱内预埋钢筋组合成墩梁固结；

（4）预应力钢筋与钢管组合成墩梁固结。

该项目采用墩顶预埋钢筋和硫磺砂浆临时固结垫块组成的墩梁固结方式，在永久支座垫石两侧设置临时固结，每侧两个共四个临时固结，每个临时支座宽50 cm，长175 cm，顶面标高与永久支座一致。采用C50混凝土，每个临时固结内设置15根Φ32精轧螺纹钢筋，下端锚固在墩身延伸至承台中1.5 m，穿过临时固结在箱梁顶板上锚固。临时固结方案见图1所示。

3 临时固结检算

3.1 不平衡荷载计算

连续梁悬臂施工时，由于各种偶然因素会引起主墩两侧的荷载不平衡。悬臂施工时的荷载包括正常荷载和偶然荷载，在最大悬臂状态下，设计中需考虑一下几种工况。

3.1.1 梁体不均衡荷载

考虑设计与施工时的梁体浇筑的不均匀，一侧悬臂梁段浇筑增加5%，另外一侧减少5%。

3.1.2 施工机具和材料

考虑施工需要，梁体上堆放施工机具和材料，考虑最不利情况，一侧节段悬臂端作用100 kN的集中力，悬臂上作用5 kN/m的均布力。

3.1.3 梁段施工不同步

考虑梁段不同步施工，一侧完成节段施工，另外一侧施工节段一半。

3.1.4 施工动力荷载

考虑现浇梁段和挂篮1.2的动力系数产生的弯矩。

3.1.5 风荷载

考虑仅一侧悬臂作用风荷载，另外一端空载的情况。

图1 临时固结方案示意图（单位：cm）

经计算得知，最不利荷载工况下，竖向力N=11580 kN，最大不平衡弯矩19282 kN·m。

3.2 强度检算

3.2.1 钢筋抗拉强度检算

经计算，临时锚固支撑最大压力为：

F1=23769 kN

最大拉力为：

F2=-12189 kN

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG/T D62-2004）规定，JL32精轧螺纹钢筋的抗拉强度设计值为：fpd=770 MPa，单根抗拉力设计值为：T=Apfpd=619 kN。

设计中单根精轧螺纹钢筋的最大拉力值为：1.3，满足要求。

3.2.2 钢筋的锚固深度检算

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，JL32精轧螺纹钢筋的抗拉强度设计值为：fpd=770 MPa，墩身、承台混凝土采用C40，轴心抗拉强度设计值为：ftd=1.65 MPa，即：

设计中锚固深度为3.5 m和3.0 m，均满足要求。

3.2.3 混凝土抗压强度检算

根据计算临时锚固支撑最大压力为：

在受压侧的临时固结面积取值0.5×1.75×2=1.75（m2），安全系数满足抗压承载力要求。

3.3 稳定检算

根据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）第5.2.8条，桥梁临时锚固在自重和风荷载等作用下应保证倾覆稳定性，其抗倾覆稳定系数应不小于1.3。

单根JL32精轧螺纹钢筋的抗拉设计值T=Apfpd=619 kN，经计算受拉侧最大反力F2=-12189 kN。为了保证结构整体稳定，需设置精轧螺纹钢筋根数n=20根，设计文件中精轧螺纹钢筋单侧共布置30根，稳定系数为1.5，满足要求。

4 临时固结拆除方案

该桥临时固结采用在桥墩顶面上浇筑一层5 cm厚硫磺砂浆垫石，砂浆中预埋电阻丝，拆除时只需对电阻丝通电至硫磺融化即可轻松拆除临时固结。为了保证拆除临时固结不对结构产生影响，临时固结侧面采用胶皮或海绵与永久支座垫石隔开，顶面刷油漆与箱梁底板混凝土隔开。

5 结语

通过上述工程实例的详细阐述，可为连续梁悬臂施工临时固结设计与检算内容和过程提供参考。

[1]张继尧，王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3]JTGD62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].