(32+48+32)m悬臂浇筑连续梁墩梁临时固结施工设计方案

'(32+48+32)m悬臂浇筑连续梁墩梁临时固结施工设计方案　　摘要：本文通过新建沈丹铁路客运专线本溪枢纽工程太子河特大桥（32+48+32）m悬臂浇筑连续梁墩梁临时固结施工设计方案实例，介绍悬臂T构墩梁临时固结结构的理论设计计算方法，阐述墩梁临时固结结构各项施工注意事项，为类似工程提供理论依据及施工参考。　　关键词悬臂浇筑连续梁墩梁临时固结施工设计方案　　Abstract:inthispaper,throughthenewShenDanBenxiRailwayPassengerDedicatedLineProjectinTaiziRiverBridge(32+48+32)mcantilevercastingcontinuousbeamDunliangtemporaryfixedconstructiondesignexamples,calculationmethodofconstitutivetheorydesignoftemporaryconsolidationpierbeamstructureintroducedcantileverpierT,explainsLiangLinconsolidatedallthemattersneedingattentionintheconstruction,providesatheoreticalbasisandreferencetotheconstructionofforthesimilarengineering.　　Keywordscontinuousbeamcantileverconcretingoftemporaryconsolidationofpierandbeamconstructiondesign　　　　中图分类号：U442.5+9文献标识码：A文章编号： 　　1、工程概况　　新建沈阳－丹东铁路客运专线本溪枢纽工程太子河特大桥位于在线段上，中心里程为DK56+899.82，桥梁全长1345.96m。其中跨越本溪市滨河南路为一联（32+48+32）m连续梁，桥墩牌号为13＃～15＃，14＃和15＃墩为悬臂梁主墩。　　连续梁桥墩为双线圆端型实体重力式钢筋混凝土桥墩，14#和15#墩墩高均为19m，边墩为13#、16#墩，墩高分别为18m、22m。墩顶横向长度为7.6m，纵向宽度为2.8m，其中两端为半径140cm圆弧。　　连续梁截面采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形式。箱梁顶宽12.2m，底宽5—5.5m。顶板厚度除梁端附近外均为400mm，腹板厚度480—800mm，按折线变化，底板厚度由跨中的400mm变化至根部的800mm。中支点处梁高4.05m，跨中8.4m直线段及边跨12.95m直线段梁高为3.05m。　　0#块长度为6m，1#块长度3m，边跨现浇段长度8m，采用支架法现浇。边跨合拢段和中跨合拢段长度均为1.5m。2#—6#节段梁段采用挂篮悬浇。　　（32+48+32）m连续梁悬浇T构主要参数表　　　　　　2、设计依据及参数　　1）新建沈阳－丹东铁路客运专线无砟轨道预应力混凝土连续梁（双线悬浇）（32＋48＋32）m施工设计图《沈丹客专桥通》；　　2）本桥施工组织设计； 　　3）铁建设【2010—241号】铁路混凝土工程施工技术指南；　　4）【TZ324-2010】铁路预应力溷凝土连续梁(刚构)悬臂浇筑施工技术指南；　　5）【TB10203-2002】铁路桥涵施工规范；　　6）【GB（50010-2010）】混凝土结构设计规范；　　7）抗倾覆安全稳定系数K=1.5；　　8）φ32mm精轧螺纹钢筋标准强度830Mpa。　　3、墩梁临时固结设计荷载　　新建沈阳－丹东铁路客运专线无砟轨道预应力混凝土连续梁（双线悬浇）（32＋48＋32）m施工设计图《沈丹客专桥通－Ⅰ－01》设计说明书“七章施工方法及注意事项、（八）款”中“墩梁临时固结措施：各中墩梁临时固结措施（或临时支墩），应能承受中支点处最大不平衡弯矩18920KN－m和相应竖向反力18249KN，墩梁固结或临时支墩在横桥向必须对应箱梁腹板范围内，其材料及构造由施工单位确定。此不平衡荷载考虑了中墩两侧梁体结构的不均匀性，施工不平衡荷载和风荷载的影响，未考虑安全系数及一侧挂篮坠落的情况，设计临时固结构造时应酌留富裕量，并应在施工时加强挂篮锚固”。 　　按照设计意图，为确保施工安全，按照施工单位自身因素的最不利工况计取倾覆荷载。施工单位的极端不利工况为挂篮悬浇最后节段整体坠落，所引起的最不利倾覆荷载。本方案按照施工中的极端不利因素设置临时固结措施。这种极端的因素是施工中意外发生悬浇最后一节段全部浇完时连同挂篮坠落。这种工况的倾覆弯矩能够确保悬臂T构施工中的绝对安全。临时固结抗倾覆计算荷载最大竖向反力N==19819KN，最大不平衡弯矩：M=31906KN-m。　　其中：参照相关规范规定“挂蓝重量与悬浇梁段的重量比亦为0.3~0.5”，单支挂篮自重按最大T构箱梁自重的50%估算。　　4、临时固结结构内力计算　　　　根据本桥下部桥墩刚度条件，悬浇梁墩梁临时固结方案，拟采用墩身体内固结。即在墩顶上进行墩梁临时固结。临时固结方案采用钢筋混凝土支座＋精轧螺纹锚栓。　　墩顶临时固结结构在桥墩墩顶面上横桥向前后两侧设置两条4块（2×200cm长、50cm宽、墩梁间全支撑）的C45钢筋砼支撑座。抗倾覆精轧螺纹锚栓的布置，采用直径φ32mm、标准强度[σ]=830MPa（型号PSB830）精轧螺纹钢筋锚栓。墩梁临时固结结构布置如1所示。　　　　　　按【TZ324—2010】《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》的要求，在临时固结设计上，视永久支座不受力。悬臂T构倾覆固结结构的力学特征简图如2所示。　　　　　　视永久支座不受力，悬臂倾覆荷载均由临时固结结构承担。根据图1所示结构受力特征，求得临时固结结构的内力计算方程为： 　　…………………………（1）；　　解公式①可求得临时支座内力为：…………②　　将已知参数代入方程（1）得：RA=-3963KN；RB=23782KN。其中RA为负值，表明T构发生最大倾覆荷载时临时支座存在受拉作用，需要进行抗拔设置。　　式中：L为左右支座中心距离桥墩中心距离，1.15m。　　5、墩梁临时固结结构设计　　1）计算临时支座混凝土强度标号　　临时支座平面布置图如图3所示。　　　　　　为简化计算，将临时支座圆弧处107cm段看做三角形计算。则临时支座等效跨度为b=293cm，单侧临时支座支撑面积A=14650cm2。　　临时支座支撑截面对称纵向桥墩中心惯性矩为：　　I==393596667cm4；　　临时支座边缘处最大及最小应力为：　　=；　　混凝土边缘处最大压应力为18.1Mpa。其中：ymax—为临时支座外边缘距离墩中心距离，140cm。　　考虑抗倾覆稳定系数K=1.5，临时支座混凝土标准抗压强度应大于27.1Mpa。参考（GB50010－2002）《混凝土结构设计规范》，选用C45混凝土，其标准抗压强度为fck=29.6Mpa，其强度安全系数大于1.5，满足要 求。　　2）抗拔锚固钢筋设计　　（1）、计算抗拔钢筋根数　　根据上述第三项结构内力计算结果可知，在最大倾覆荷载作用下，临时支座存在最大RA=-3963KN的抗拔力。　　抗拔锚固钢筋拟选用直径φ32mm、标准强度[σ]=830MPa（型号PSB830）精轧螺纹钢筋锚栓。　　抗拔锚固筋作用力中心点按在临时支座中心处考虑。每根精轧螺纹根据抗拉力F=667KN；考虑K=1.5安全储备系数，每侧临时支座需要锚固钢筋根数n：　　=8.9，取n=10根。　　则每个临时支座内锚固钢筋为5根，每个T构合计需要20根Φ32mm精轧螺纹钢筋。抗拔锚固钢筋布置位置如图1所示。　　（2）、Φ32mm精轧螺纹钢筋锚固长度计算　　锚固钢筋抗拔，是握裹混凝土抗剪作用。假设螺纹钢筋锚固长度为La，应有：La≥=1.38m；螺纹钢筋锚固长度取1.4m。　　其中：C45混凝土标准抗拉应力值=2.51Mpa；　　Φ32mm精轧螺纹钢筋标准强度σ=830Mpa；　　Φ32mm精轧螺纹钢筋直径d=32mm；　　螺纹钢筋外表系数a=0.13.　　3）临时支座钢筋配置 　　临时支座属于矮柱受压杆件。为增强整体抗压能力，按《混凝土设计规范》的一般规定，配置水平约束网片。网片钢筋采用直径10mm普通钢筋，水平网格间距200mm，上下两层间距约200mm。钢筋网片如图4所示。钢筋网片随着混凝土浇筑进度逐层放置。　　　　　　6、施工注意事项　　1）精轧螺纹锚固钢筋的位置，应通过模板加固定位，确保其垂直受力，确保伸入箱梁段内位置准确。　　2）施工中严防精轧螺纹锚固钢筋被电焊烧伤。　　3）锚固钢筋的布置位置，应以箱梁预应力管道为主，可适当调整。　　4）在墩顶永久支座和临时支座的空余处，应采用砖砌砂浆胎膜，以增加T构滑移的阻力，提高箱梁的稳定性。　　5）永久支座在出厂时上下坐板间安装了临时连接拉钣，在现场安装前必须保持完好。若发现损坏应加固后再安装。这个临时锁定拉板需在全部T构合拢后再拆除，不得提前拆除。　　6）本方案能够满足单端不对称悬浇的最大节段重量。为控制T构均匀沉降和墩身弯曲安全，不平衡荷载不应超过一罐车混凝土的重量偏差，或相关施工技术规范和设计文件的其他要求。　　7）精轧螺纹钢筋锚栓，墩身内、梁内锚入长度不少于1.5m，并上下配带16mm厚锚板、螺帽。　　7、工程效果与评价 　　本方案是按照施工单位极端不利工况考虑的计算荷载，抗倾覆锚固的精轧螺纹钢筋每个桥墩使用20根，锚固钢筋的间距很大，给箱梁主体内结构物布置创造了方便条件，满足了其它结构物设计的需要，临时固结结构总体成本投入远小于其它同类设计方案，施工效益明显。同时，满足了施工过程中的抗倾覆需要，确保了施工过程中的绝对安全，施工过程中T构安然无恙，未发生任何危险事件。'