京杭大运河连续梁拱0#块临时固结支座施工

陶雷

摘要：宁启复线电化工程京杭大运河特大桥主跨采用（65+114+65）m预应力混凝土连续梁拱跨越京杭大运河。两个主墩全部位于京杭大运河中，中支点横隔板厚度为3.5m，墩身宽度为3.8m，故临时固结无法采用体内固结，需采用体外固结，本文主要介绍京杭运河特大桥主跨0#块临时固结支座设计优化、结构受力计算和施工注意事项，为以后采用体外临时固结的连续梁（刚构）桥施工提供了一定的借鉴。

Abstract： The main span of the Beijing-Hangzhou Grand Canal Bridge uses （65+114+65） m prestressed concrete continuous beam arch span. Two main piers are all located in Beijing-Hangzhou Grand Canal， whose diaphragm thickness is 3.5m， and width is 3.8m， so the temporary consolidation can not apply internal consolidation， should use external consolidation. This paper mainly introduces the design optimization of temporary consolidation support of main span 0# block in Beijing-Hangzhou Grand Canal Bridge， structural calculation and construction precautions， so as to provide a reference for the continuous beam bridge construction （rigid frame） using external temporary consolidation technology.

关键词：连续梁拱；体外固结；0#块

Key words： continuous beam arch；external consolidation；0# block

中图分类号：U445.4 文獻标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）16-0109-04

0 引言

随着国内交通事业的蓬勃发展，越来越多的跨越既有道路和河道的桥梁采用大跨度连续梁（刚构）和组合体系。对于挂篮悬浇施工的连续梁（刚构）来说，临时固结是施工过程中的一道重要工序，挂篮悬浇连续梁（刚构）施工过程中，特别是是在挂篮前移、绑扎钢筋、浇注混凝土等工序中，不可避免地会发生T构的两侧重量不一致的情况，从而产生不平衡弯矩，设置临时固结的主要作用就是为了抵抗不平衡弯矩，保障悬臂浇筑施工安全、顺利进行。传统体外固结多采用钢管柱内灌注混凝土，既不经济又增加了施工作业时间和作业难度，且不易拆除（特别主墩是位于河道中时），将钢管柱内灌注混凝土改为钢筋混凝土柱作为临时固结，既经济又方便施工。

1 工程简况

宁启铁路复线在扬州市维扬区槐泗镇跨越京杭大运河，新建桥梁为单线，主跨采用（65+114+65）m预应力混凝土连续梁拱跨越京杭大运河。本桥连续梁为单箱单室直腹板、变高度、变截面结构，中支点处梁高6.0m，直线段梁高3.5m，梁底下缘按二次抛物线变换。箱梁顶宽8.5m，中支点处局部顶宽10.2m，底宽6.1m。顶板厚度除梁端为60cm及中墩处为80cm外均为40cm，底板厚度35～100cm，腹板厚度一般为40～60～90cm，由跨中到支点按折线变化，中支点处腹板厚度为90cm，对应拱脚处腹板局部向外加厚105cm，拱脚宽度为1.5m，高度为4.8m，拱脚横桥向净距为5.2m。全联在端支点、中支点设4个横隔板，端支点横隔板厚1.5m，中支点横隔板厚3.5m，支点处横隔板设有孔洞，供检查人员通过。全桥共设12对吊杆，每侧12根，吊杆处共设12道横梁，吊杆横梁高1.25m，厚0.35m。主梁施工工艺为：先梁后拱，连续梁采用三角挂篮悬臂对称浇注，待梁体完成后，在梁体上搭设支架，拼装拱肋。

本连续梁混凝土强度等级为C55，0#块长度为17m；全桥悬浇段共12×2=24对，除1#块长度为3.5m外，其余各节段长度均为4.0m；合拢段长度为2.0m。

2 方案比较

2.1 采用临时固结的形式选择

临时固结是挂篮悬浇连续梁（刚构）施工过程中的一道重要工序。连续梁临时固结体系一般可分为体内固结、体外固结、体内固结+体外支撑以及体内固结+体外固结四种体系。连续梁临时固结一般采用体内固结，但由于本桥主墩墩身宽度为3.8m，墩顶帽宽度为4.2m，顶帽高度仅为0.65m，而中支点横隔板厚度为3.5m，中支点离墩身外侧距离仅为0.15m，故无法采用体内固结，只有采用体外固结。

2.2 原设计方案

体外固结采用临时支座的方式进行固结，支座采用Φ1000×20mm Q345qC钢管，19#、20#墩钢管长度分别为15m和16m，内部灌注C40混凝土，钢管柱内仅在两端设置配筋，采用HRB335Φ16钢筋（每个立柱33根），主筋长度为2.5m，其中钢管柱内长1.5m，上下两端钢筋分别伸入梁体和承台，锚固长度均为1.0m。详见图1。

2.3 优化后的方案

临时固结位置和高度与原设计完全相同，临时支座（Φ=1.3m钢筋混凝土圆柱）设置在一级承台上，并与承台相连，主筋为HRB335Φ16，单柱内设置49根，呈四个圆环设置，箍筋采用HRB335Φ12，箍筋间距为10cm，混凝土级别采用C40。详见图2、图3。

临时固结解除时仅需凿除临时支座顶端混凝土，将其与梁体分离。依据设计图纸要求边跨合拢张拉完成后，拆除边跨侧临时支座；中跨合拢时，在焊接劲性骨架前，解除中跨处的临时支座，中跨处的四个临时支座需同步进行凿除，确保受力均匀。

2.4 综合比较

原设计中钢管柱采用Q345qC钢材，无法购买成品，需买钢板另行加工焊接。每个钢管柱重量均大于7t，采用整体安装，吊装时比较困难，必须至少分成两段安装，钢管对接比较困难，垂直度和焊接质量难以保证；钢管柱内部灌注混凝土至少需分成3次才能浇筑完成，施工时间长。拆除临时支座的施工难度大，由于临时支座根部位于京杭大运河中，拆除时先需要潜水员对钢管柱进行水下切割后，再凿除钢筋混凝土，施工起来风险高、难度大、费用高。

采用钢筋混凝土临时支座，经计算每个临时支座均不受拉力，为了保证其整体强度，将钢筋设置为通长钢筋，并增加了配筋数量，并在梁部与承台处设置3层Φ12钢筋，以加强其受力，防止梁体和承台混凝土开裂；混凝土采用钢模，施工工序同公路圆形立柱，工艺成熟，施工方便且质量有保障，施工时间短；拆除时仅需采用金刚石锯对其进行切割就可将其割断，省时省力。

原设计方案主要材料为Q345qC钢管柱和混凝土，优化后的方案主要材料为钢筋、混凝土。两方案的经济分析比较如表1所示（未考虑拆除费用）。

由表1可知：采用优化后的方案易于施工，且比原方案大大节省了费用。

3 优化后的方案设计

3.1 临时固结支座设计

钢筋混凝土临时支座与桥墩横向中心间距为2.65m，纵向与永久支座中心線间距为4.0m。每个临时支座内设4个钢筋笼，通长配筋，钢筋笼两端深入梁体和承台均为1.0m。

3.2 临时支座受力计算

T构两侧相差一个梁段重量时临时支座反力和偏心矩计算详见表2。

每个墩处的边跨处和中跨处悬浇段及吊杆横梁的不平衡弯矩为2.87×2.6×（13+21+29+37+45+53）=1477.5kN·m，另由表中可知，临时支座结构强度由第12号节段控制，即在最大悬臂状态下，T构两边相差一个节段重量时（每次混凝土浇注均先浇筑边跨侧混凝土），偏载的一侧临时支座受力最大，达26859.71kN，其稳定性由第12号节段控制（偏心矩最大为1.21m），故锚固钢筋按第12号节段（另一侧为第11号节段）产生的不平衡力矩配置。

①钢筋混凝土立柱强度计算。

由于Rg为负值，即未出现拉力，因此，不需配置预应力钢筋。锚固筋的配置49根大于设计提供的数量33根。

4 临时固结支座施工注意事项

临时固结支座的作用十分重要，其位置的选择应注意以下事项：①其纵向位置要选择好，以既能够克服挂篮悬浇施工中产生的不平衡力矩，又不能影响挂篮后下横梁的安装为原则。②其横向位置要选择好，设置在腹板处为首选，但要以不影响0#块的预应力管道位置为原则。③其截面尺寸及配筋要计算好，以既要保证临时支座满足结构强度和稳定性的要求，又要易于施工和不浪费为原则。④临时支座设置还要充分考虑到拆除的方便性，采取一定的隔离措施，使其与梁体混凝土隔离开。⑤施工承台时注意临时支座钢筋的预埋，确保位置准确；立模时应设置缆风绳，调整模板的垂直度，保证其垂直度偏差不大于1/1500；混凝土浇筑时，要确保振捣密实，防止过振或漏振。⑥临时支座拆除时，应分段拆除，先将水面1.0m以上部分拆除，并将余下的临时支座与船体固定好，防止临时支座割除后掉入河道中，割除后用船将其运至岸边码头，吊装上岸并破除。

5 总结和改进

通过后续的挂篮悬浇和体系转换施工证明了：京杭大运河连续梁拱临时支座的设计、计算和施工是可行的，在施工中达到了预期的效果，为以后同类型连续梁（刚构）桥的体外固结临时支座施工提供了一定的借鉴。临时支座4个钢筋笼安装比较困难，可增大钢筋直径（如采用Φ28钢筋），将其做成1个钢筋笼，这样将更利于施工。

参考文献：

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