连续梁合龙段临时劲性骨架施工技术探讨

| 工程技术与应用 | Engineering Technology and Application2019年第16期

连续梁合龙段临时劲性骨架施工技术探讨

徐炫炜

（中铁一局集团第四工程有限公司，陕西󰀃咸阳󰀃712000）

摘 要：多跨大跨度连续梁越来越普遍应用于桥梁工程中，但在连续梁合龙段临时劲性骨架施工时措施不具体，其中在验标和规程中要求“合龙段施工应符合设计要求，锁定措施应可靠”；在施工图中一般要求为“施工单位可自行确定临时固结方式，但必须保证设计荷载下结构的安全性和可靠性”；在《铁路预应力混凝土连续梁(刚构)悬臂浇筑施工技术指南》中要求“混凝土连续梁合龙口临时锁定力，必须大于解除合龙口任何一侧梁端临时固结后各墩全部活动支座的摩擦力，锁定方法应符合设计要求”，均未明确具体的施工和验收标准，各家施工单位施工水平和安全意识良莠不齐，存在一定的随机性和不安全性，造成一些安全事故发生，危及人员及机械设备安全。文章结合施工图、验标、规程、指南和施工现场实际经验，浅谈连续梁合龙段临时劲性骨架施工技术，供广大施工者参考。关键词：连续梁；合龙段；劲性骨架；施工；技术中图分类号：U445.4󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃文献标志码：A󰀃󰀃󰀃文章编号：2096-2789（2019）16-0072-02

1 临时劲性骨架的作用

合龙段设置临时劲性骨架，并对连续梁合龙段预应力束施加一定张拉力的作用。确保合龙段混凝土从浇筑至预应力束补张前，防止已成型梁段混凝土因温度升高或降低，导致合龙段混凝土受到挤压应力和拉应力，保证合龙段混凝土不受任何挤拉外力，避免引起混凝土开裂。

2 临时劲性骨架施工措施

临时劲性骨架采用预埋锚板和钢支撑焊接拼装，锚板位于合龙段两侧相邻两个节段靠近合龙段的端头，设于箱梁顶板及底板顶面，具体位置按照设计布置，如图1所示。锚板厚度一般为20㎜，锚板底采用锚筋焊接牢固，焊缝高度一般为20㎜，锚筋大小、根数及焊缝长度满足结构安全需要，锚板具体构造如图2所示。钢支撑一般采用工字钢或双拼工字钢，工字钢的大小满足结构安全需要，待合龙段支架、模板、钢筋及预应力管道等施工完成后，在锚板上焊接钢支撑完成临时劲性骨架组拼。

图2 锚板构造示意图

3 结构安全性校核验算

3.1 结构计算基本条件及假定假设

（1）计算时只考虑温差影响，合龙段施工时各梁段混凝土所经历的时间较短，混凝土收缩、徐变产生的变形值相对较小。（2）为简化计算，把变高度梁简化

为平均断面的等截面梁处理。（3）预应力束预张拉时，预应力对钢支撑有压缩作用，同时引起墩身弯曲的反拉力，对箱梁有拉伸影响。

3.2 合龙段劲性骨架刚性约束受力

合龙段临时劲性骨架钢支撑受温度伸张应力和预应力束预张应力的双重影响。在升温阶段，钢支撑与悬臂T构的伸张推动墩身位移，墩身位移产生弹性力，反作用于箱梁上，箱梁传递顶压钢支撑；在降温阶段，钢支撑与悬臂T构的收缩拉动墩身位移，墩身位移产生弹力，反拉于箱梁上，箱梁反力反拉预应力束和钢支撑，预应力束的预张力抵消箱梁反力。综合分析确定最不利的受力组合为升温阶段。

图1 锚板预埋位置布置示意图

作者简介：徐炫炜（1980—），女，工程师，研究方向：桥梁工程。

3.3 预应力束预张力对钢支撑的压力

（1）预张力对临时钢支撑的压缩变形：

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（1）式中：△L1为钢支撑压缩变形量，㎜；N1为每根钢支撑承受预应力束的预张力，N；L1为合龙段钢支撑长度，㎜；E1为钢支撑弹性模量，Q235钢材E1=206000MPa；A1为钢支撑截面面积，mm2。

以下计算公式中相同的符号表示相同的含义，不再赘述。

（2）预应力束预张力反拉箱梁的伸长量：

（2）

式中：△L2为箱梁伸长量，㎜；N2为预应力束的总预张力，N；L2为合龙跨箱梁两悬臂段计算长度，㎜；E2为箱梁混凝土弹性模量，C55混凝土弹性模量E2=35500MPa；A2为箱梁平均截面面积，

，mm2。

（3）劲性骨架钢支撑承受的压力。

预应力束预张力对临时钢支撑的压缩变形和对箱梁拉伸引起墩顶水平位移△L3，㎜。

（3）

墩身弯曲的反拉力P1，kN。

P1=∆L3×i （4）式中：i为墩身纵向水平线刚度，查墩身参考图可知，kN/㎜。

按线性关系作用到合龙段截面中心的反力P2，kN。

（5）

式中：H为主墩墩身高度（墩身底距离梁底面的高度），m；h为墩顶梁底距离合龙段截面中心高度，m。

扣除墩身弯曲反作用力后，临时劲性骨架钢支撑承受的压力F，kN。

F=N2-P2 （6）3.4 温度伸高对钢支撑的压力

（1）悬臂梁段温升伸长量：

∆L'1=αc×L2×∆T （7）式中：ac为箱梁混凝土（C55）线膨胀系数，ac=1×10-2mm/℃·m；△T为当地平均升降温度差，取ΔT=10℃。

（2）合龙段劲性骨架钢支撑温升伸长量：

∆L'2=αs×L1×∆T （8）式中：as为钢材（Q235）线膨胀系数，as=1.2×10-2

mm/℃·m。

（3）温度升高时劲性骨架钢支撑承受的压力。

温度升高时箱梁和钢支撑的伸长量引起墩顶水平位移∆L'3，㎜。

（9）

墩身弯曲的反压力P'1，kN。

P'1=∆L'3×i （10）按线性关系作用到合龙段截面中心的反压力P'2，kN。

（11）

3.5 钢支撑抗压强度验算

（1）最不利荷载组合下钢支撑承受的最大压力N，N。N=F+P'2 （12）

（2）钢支撑承压能力验算：

（13）

式中：σ为钢支撑承受的压应力，MPa；A为钢

支撑截面总面积，mm2；f为钢支撑抗压强度设计值，MPa。

（3）承压钢支撑稳定性验算：

（14）

式中：λ为长细比；为计算长度，㎝；i为截面

回转半径，㎝；［λ］为容许长细比。3.6 钢支撑与锚板间焊缝抗剪强度验算

（15）

式中：τ为焊缝承受的剪应力，MPa；V为剪力

（V=N），N；Ah为焊缝总面积，Ah=焊缝总长度×焊缝高度，mm2；ffw为角焊缝抗剪设计强度，MPa。

锚筋、锚筋与锚板间焊缝强度验算参照上式类推计算。

4 施工控制要点

（1）预埋锚板顶面与梁体混凝土顶面持平，为确保锚板下混凝土浇筑密实，在锚板焊缝位置外挖孔，以便混凝土溢出，以利于调高抗剪能力。（2）焊缝质量是临时劲性骨架质量控制的重中之重，一旦焊缝质量不满足要求，就可能造成劲性骨架剪切破坏，发生质量安全事故。基于此，应反复检查锚筋与锚板、锚板与钢支撑之间的焊缝质量，并按照相关要求进行探伤检测，合格后方可进入下道工序施工。（3）持续实测合龙段混凝土浇筑前日温差，并适时跟踪天气预报，核实浇筑时的最大温差并满足假定假设的最大温差，否则应重新校核结构验算，满足要求后方可施工。（4）合龙段混凝土浇筑时，应严格按照设计要求进行配重，防止因不平衡重引起连续梁悬臂端上翘，造成劲性骨架受力结构发生改变，可能破坏劲性骨架结构，从而引发质量安全事故，危机人员及机具设备安全。

5 结束语

在《铁路建设项目质量安全红线管理规定》中，明确要求连续梁挂篮施工进行专项设计，按设计要求施工；《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部[2018]37号）也明确了危大工程的法律责任，施工单位要对临时工程的设计、施工引起高度重视，委托具备相应能力和资质的设计单位进行设计，并按设计方案组织施工，杜绝质量安全隐患，确保施工人员及机械设备安全，保障企业健康稳定发展。同时，笔者更希望此类临时工程能直接纳入施工图设计，出具相对统一的设计标准、施工标准和验收标准，杜绝不同单位、不同标段间设计方案种类繁多，以便现场施工和验收，做到统一管理。

参考文献：

[1]Q/CR 9603-2015,高速铁路桥涵工程施工技术规程[S].[2]TB 10752-2018,高速铁路桥涵工程施工质量验收标准[S].[3]TZ 324-2010,铁路预应力混凝土连续梁(刚构)悬臂浇筑

施工技术指南[S].[4]GB 50017-2017,钢结构设计规范[S].

[5]李庆华.材料力学[M].2版.成都：西南交通大学出版社,2000.