公路桥梁临时支座设计

崔超超

摘要：箱梁采用单箱单体预制简支安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。桥台设活动支座，桥墩设固定支座。公路桥梁施工中，经常遇到先简支，后连续这样的体系转换问题，这就涉及到简支阶段的临时支座设计、使用以及拆除。文章结合工程实例，介绍了某项目中的临时支座设计方法，分析了支座各部位受力状况。

关键词：公路桥梁;临时支座;设计;安装

前  言

桥梁下部采用桩柱式桥墩，肋板式及柱式桥台，桩基均按摩擦桩设计。在桥梁施工中，因施工工艺和工序的需要，梁体架设施工中有时要设置临时支座放置梁体，在一联的湿接缝和预应力张拉完成后，再采取特殊方法将梁体放置到固定支座上，这样才算完成了梁体的架设工作。所以，临时支座的设计好坏影响到施工阶段结构体系转换施工的难易程度和转换过程对结构本身安全的影响程度。一直以来，设计工作者对这一方面的技术研究从未停止过。

一、工程施工中支座

1.硫磺砂浆支座

强度高、整体性能好，但相对造价较高，而且其中电路线容易损坏，一旦电路线损坏，凿除硫磺砂浆将非常困难。

2.砖临时支座

制作简单，施工方便，好凿除，但同时也有它的局限性，就是砖容易在梁体重量很大的情况下压碎，在大于20米的简支梁施工时就不能使用。

3.木墩支座

对木头的材质和含水量要求很高，必须使用强度较高的柳木及榆木、松木等，而且含水量要适中，含水量大，木墩变形大，容易损坏，含水量小，本身就容易开裂，造成过早损坏。而且通过去年大桥使用木墩发现了新的问题，就是拆除困难，尤其木墩较矮的时候，墩台较高的时候，需要时间长，凿除又费力，无论从安全和时间上考虑，都不理想。

4.钢桶支座

强度好，但需要耗费大量钢材，钢桶加工费时、费力，造价很高。

二、该项目中的临时支座设计

临时支座设计起初拟采用硫磺砂浆支座，具体为30 cm厚C50混凝土，每个临时支座中预埋12根连接主墩和箱梁的直径为28 mm的Ⅱ级螺纹钢，其中，30 cm厚C50混凝土中设有5 cm的硫磺砂浆垫块夹层。在主桥合拢前采用电解硫磺砂浆垫层的方式进行体系转换。但是，考虑到硫磺砂浆垫块配比比较苛刻，一旦配比不当，通电无法融化时，只能采取凿除的方法解除。一般硫磺胶泥垫块强度约为50 MPa，凿除相当困难。且稍有不当，会影响到箱梁与主墩的质量。考虑到C50硫磺砂浆垫层的这些缺点及为便于临时支座施工和合拢前的拆除，该次设计结合多年的工程实践经验，通过认真的理论计算，提出将“混凝土与硫磺砂浆垫块”的临时支座，改为木箱内填砂作为临时锚固垫块的“木制砂箱式临时支座”。后文会给出硫磺砂浆临时支座的缺点。

三、支座结构尺寸确定因素

支座结构尺寸基于如下考虑：经市场调查，能够就近购买的钢管中Ф152mm（外套管）Ф133mm比较匹配（壁厚均为5mm），组合以后，内套管和外套管之间的间隙为 4.5mm。从理论上讲，内外套管之间没有间隙时组合后的临时支座承载以后，内部的砂子受力压缩时就不存在上溢现象。这样，便于控制预留沉降量。但是，支座的组合过程和今后拆除时需要这个间隙，否则，现场施工控制难度大。临时支座的顶面要求处于水平面位置。这个坡度调整就需要通过外套筒内的砂子来实现。

四、支座各部位受力状况分析

支座各部位的受力状况涉及三个方面，一是盖梁，二是支座本身，三是梁体。盖梁设计标号是C30，支座垫石设计标号是C50，临时支座中填充的砼是C50，梁体砼设计标号是C50，支座的结构尺寸应满足在最大荷载状况下，盖梁、梁体和支座内的填充砼不被破坏。首先分析几个不同的加载状态，一是第一片梁就位时单个支座的载荷，二是架桥机过孔时单个支座的载荷，三是架桥机过孔以后架设前方一跨时单个支座的載荷，四是施工桥面湿接缝和临时通车阶段（如桥面通过钢筋运输车、砼灌车、运梁车等）单个支座的载荷，比较以后取单个支座的最大载荷分别对盖梁、梁体、进行验算。而支座本身则通过万能试验机实际加载进行验证。

五、内腔填砂的沉降量分析

前面已经提到设计要求永久支座和临时支座在体系转换时处于同一高度。两跨梁之间的现浇段浇注完毕，负弯矩钢束张拉以后，两跨梁就变成了一个刚性体，拆除临时支座使永久支座受力这个过程中如果下落高度过大，则可能使梁体下部出现裂缝或给结构增加一个无法消除的内部应力，这对结构物的使用不利。同时，如果在简支过程中沉降量过大，则可能使永久支座安装出现困难，给施工带来麻烦。反复分析后，我们选取了10个支座，按照现场实际装填高度装填细砂（孔径2mm筛子筛选）。采用三级加载，实测压实变形量和变形率。

加载19（T）和加载66（T）的高度变化值相差在10mm左右。现场的实际状况是边梁、中梁支座的受力不等，同时边梁或中梁每个支座实际承载也不等。这就为预留砂子的压缩变形值带来困难，反复分析后，我们决定采取如下措施：按设计要求的高度装填细砂子并高出20mm;每一个支座在使用前用万能压力机加载66（T）进行预压。预压以后的支座高度不一定和实际使用时需要的高度完全吻合。需要在使用前进行二次调整，使其高度满足设计提出的“临时支座与永久支座处于同一高度”的要求，现场控制时再让临时支座高于永久支座3～5mm。分析认为，如果进行二次填充，其填充高度不会超过20mm，按表1加载48（T）的变形率推算，松填20mm砂子在支座承载以后可能产生的压缩变形为20×15%=3mm，如果需要抠出已经压实的砂子，则支座受力后的变形应该为零。

六、硫磺砂浆临时支座与沙箱式临时支座特点的比较

1.制作上

硫磺沙浆支座制作起来较简单，只需熬制硫磺沙浆灌入板，上覆高强沙浆抹平却可。沙箱式支座需用钢管作沙箱，车丝扣做开关等相对复杂一点。

2.使用上

硫磺沙浆支座易发生碎裂不能重复使用，而沙箱式支座不易破坏，在施工中容易操作，且可以重复使用。

3.经济方面

硫磺沙浆支座单个制作成本低，但不能重复使用。沙箱式支座单个制作成本虽然高，但能够多次重复使用，因此对于临时支座数量较多的桥梁来说，用沙箱式临时支座要比硫磺沙浆临时支座经济的多。

4.质量和安全

硫磺沙浆支座需要通电热熔，增加了安全隐患，较费时间，而且加热时很容易影响到旁边的橡胶永久支座，对梁体也有损害。沙箱式临时支座不存在电加热，对安全和质量无太大的影响。

七、结束语

确定临时支座结构尺寸是保证桥梁安全顺利施工的关键之一，在确定结构尺寸的过程中，一定要考虑控制预留沉降量、临时支座与垫石的位置关系、支座各部位受力安全、永久支座和临时支座处于同一高程、泄砂孔的螺母螺栓匹配等因素，才能确保支座的安全和质量。

参考文献：

[1]黄栋良，吴湘滨.先简支后连续桥梁临时支座的设计与施工技术探讨[J].华东公路，2006，（01）.

[2]范东，赵恩芳.连续箱梁特大桥临时支座的设计与施工[J].广东公路交通，2002，（S1）.