连续梁桥施工临时固结形式的探讨

王龙五 （中铁四局集团第四工程有限公司，安徽 合肥 230001）

0 前言

随着我国公路及铁路网建设的开展，线路交叉日益不可避免，以连续梁桥跨越既有线路是常用的方法。连续梁与桥墩连接方式有两种，一种是梁体通过桥梁支座将桥梁上部结构重量传递到桥梁下部结构，另外一种是梁体与桥墩浇筑为一个整体，即通常说的刚性连接，也叫钢构桥。非刚性连接的普通连续梁桥采用悬臂、悬拼法施工，施工过程中通常要设置临时固结支座，用以抵抗在永久支座不承受压力的情况下承受梁体压力和施工中不平衡弯矩，且在承受荷载的情况下容易拆除。

1 临时固结的形式

临时固结支座可在墩顶与梁底预埋钢筋和支墩设置，当桥墩宽度不满足要求或者悬臂较长时，可考虑在桥墩外沿纵桥向设置落地式临时支墩支撑悬臂浇筑梁体。以上两种方法可统称为体内固结和体外固结。

无论是体内固结还是体外固结，其主要是解决施工过程中梁体竖向压力传递和不平衡弯矩作用下的可能产生的受拉问题，实施中可通过钢管柱、混凝土解决受压，钢筋、预应力筋来解决受拉。其形式又分为以下几种。

体内固结：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，其优点是结构简单，梁体固结稳固安全，缺点为通过电热熔化硫磺砂浆容易出现故障；②墩顶预埋钢筋或预应力筋与砂筒组成的墩梁固结，优点是拆除方便，缺点是砂筒制作要求高，预应力施工要求高，卸载存在风险。

体外固结：①钢管混凝土柱与预埋钢筋组成的墩梁固结，墩身外纵桥向设置钢管，钢管下口与承台预埋钢筋焊接，钢管上口预埋钢筋与粱体连接，管内浇筑混凝土，优点是可适于较长的T构，可结合支架搭设，可承受较大不平衡荷载，缺点是钢管柱与梁体斜向接触面处理，管内需浇筑混凝土；②竖向预应力钢筋与钢管组合成墩梁固结，钢管设置在承台上，如高墩可与墩身设置横向连接，钢管内设置临时预应力钢筋，可通过预埋在承台的P锚和在梁顶的锚具进行对拉。优点是可结合支架搭设利用，拆除方便。缺点是预应力安装施工，施工要求高，卸载有一定安全风险。

图1 体外固结

图2 体内固结

2 临时固结设计

2.1 工况分析

连续梁T构施工过程中，考虑正常施工的情况，有以下2种工况。

工况1：悬浇节段工况，即在浇筑混凝土时，考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用，不同步浇筑节段混凝土的重量差为20t，即一车混凝土8m3。

工况2：挂篮行走工况，即在挂篮行走时，不同步移动挂篮，同时考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用。

因浇筑与挂篮行走为不同工序，工况一与工况二不会同时出现，其荷载分别计算。非正常的偶然状况出现时，考虑如下工况。

工况3：在悬浇最不利块段时，即力与力臂乘积最大节段，以单侧挂篮掉落为最不利状态。

2.2 荷载与组合

计算最大不平衡弯矩考虑的荷载有：

①一侧混凝土自重超重5%；

②一侧施工线荷载为0.24kN/m2，另一侧不考虑（即考虑机具、人群荷载偏载）；

③施工挂篮的动力系数，一侧采用1.2，另一侧采用0.8；

④一侧风向上吹，风压强度W=0.25kPa；

⑤混凝土浇筑不同步，控制在一车混凝土以内，20t，8m3；

⑥挂篮行走不同步，挂篮自重G；

⑦挂篮掉落，挂篮自重G。

根据工况分析及规范要求，可得荷载组合：

组合一：①+②+③+④

组合二：①+②+③+⑤

组合三：①+②+④+⑥，①+②+④+⑦

2.3 模型及计算

临时固结支座设置要求永久支座不承受压力，即两个短距离支点的双悬臂梁，既要承受支反力又要承受施工过程中的不平衡弯矩，受力模型如图3所示。

图3 受力模型

连续梁0#块施工方案经济比选【工程数量和费用预算】 表1

正常施工状态时临时固结均受压，其中反力RB压力最大，为确保安全仅考虑混凝土受力。当出现工况3的偶然情况时，以单侧挂篮掉落为最不利状态，此时计算考虑上部连续梁总重量和单个挂篮设计重量。

通过以上计算一是确定受压材料，需要采用的混凝土标号或者钢管柱的截面；二是确定受拉材料，采用的钢筋型号根数或者预应力筋型号根数，从而来设计临时固结。

3 体内固结与体外固结比选

以（60+100+60）m 单箱单室三跨预应力连续梁桥为例，标准节段12节，墩高14m，墩柱宽度4.2m，承台平面尺寸13.8m×12m。

方案一：体外固结

利用承台，选用直径φ1.2m、壁厚1.4cm、长度14m的螺旋钢管4根，前后各两根置于承台边50cm，每根钢管柱上下焊接70根共长2.75m直径φ32钢筋，管内浇筑C50混凝土。

方案二：体内固结

利用墩柱截面，在墩顶预埋65根4m长直径φ32钢筋，浇筑0.6m宽、0.7m高、3m长混凝土支墩4个。

3.1 经济效果比选

结论：按照以上计算，一个0#块临时固结费用，方案二比方案一节省18.57万元，即体内固结比体外固结节省18.57万元。

方案比选分析表 表2

3.2 综合比选

3.2.1 技术可行性分析

方案一：该方案技术上可行。需要承台足够大，或者设置临时基础，以提供支柱反力。

方案二：该方案技术上可行。但是需墩柱有足够的横向宽度，以保证能预埋抗拉钢筋及设置临时支墩。

3.2.2 安全可靠性分析

方案一：优点为可用于T构较长的连续梁，临时支点间距较长，稳定性好。缺点为设置体外固结，其对墩高有一定限制，如墩柱过高，需考虑钢管柱压杆稳定，可在钢管柱与墩柱间设置横向连接件。

方案二：优点为施工可控，无墩高限制，缺点为临时支点间距较短，大跨度连续梁安全系数低。

3.2.3 经济合理性分析

通过经济效果比选表，方案二优于方案一。

3.2.4 工期分析

方案一：施工周期较长，需在承台预埋构件，安装钢管柱，灌注混凝土等。

方案二：施工周期较短，满足施工要求。

根据以上综合分析，连续梁跨度在一定范围内，墩柱宽度足够宽，可选用体内固结方案，满足要求，且经济性明显。对于大跨度连续梁，计算考虑的不平衡弯矩大，建议采用体外固结。

4 结语

桥梁建设是基础建设的重要组成部分，如何在保证桥梁的质量、安全前提下，优化方案设计是施工中需研究的重要内容。本文研究阐述了非钢构桥T构施工的墩梁固结形式、设计原理，并对安全性、可行性及经济性进行了比选，在铁路、公路、市政工程类似桥梁施工时对临时固结的认知、设计及选择具有一定的参考价值。