对预应力连续箱梁挂篮法施工临时刚接体系的探讨

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  近年来预应力连续箱梁,以其线性美观,行车舒适性好,受施工条件限制小,受力明确,工程造价相对较低等特点,被广泛采用,例如已建成的昆山大桥,苏州吴淞江大桥,正在建设中的老武宜运河大桥,都是采用的悬灌法施工预应力箱梁。
  
  1.采用临时刚接体系的必要性
  
  连续箱梁不同于连续刚构,主墩和梁体之间采用支座连接,在合龙前为不稳定机构,在不平衡荷载作用下会发生倾覆转动。必须在施工中采取临时固结,形成刚构以承担施工不平衡荷载。
  


  挂蓝施工的不平衡荷载主要包括四部分:
  1、砼浇筑不平衡荷载2、挂蓝冲击不平衡荷载
  3、人员机械施工不平衡活载4、预应力张拉引起的不平衡荷载
  施工单位根据工程的特点和自身的施工条件采用了不通的临时锚固方案,有成功的经验,也有失败的教训,下面就这些临时锚固方案的优缺点和适用性进行简单的探讨。
  2.临时锚固根据锚固位置的不同可以分为两大类,一是墩体锚固,一是增设附助墩的墩外锚固。
  


   通过在主墩内埋设钢筋,形成临时刚节点的方法,该方案的优点是节省材料,受力明确,在解除临时固接时只需切断钢筋即可,对合龙两端标高影响较小,不会对箱梁梁底外观造成破坏。该方法适用于主墩截面较大,施工不平衡荷载较小的桥梁,对采用移动支架法进行分段浇筑的现浇箱梁,墩体锚固是首选方案。
  2.1.2三角支架法,通过在主墩上贴钢板,焊接三角托架,形成临时固接点的方法,该方法的优点是不受主墩断面尺寸的限制,缺点是钢板的锈蚀难免造成对主墩的污染。
  2.2辅助墩法临时锚固
  对于不平衡荷载较大的桥梁则要采用辅助墩法进行临时锚固。
  2.2.1采用钢管作为临时支墩,采用预应力精轧螺纹钢抵消施工不平衡荷载
  老武宜运河0#块临时支墩采用Φ800mm壁厚6mm的钢管,左右两排,每排8根钢管,预应力采用Φ32精轧螺纹钢,施工承台时将预应力钢筋埋入承台内1m,在承台面上预留不小于15cm接头,外露接头上下交错布置,并在钢管位置预埋法兰盘。采用200×200×20mm钢板作垫板,采用Φ32螺母锚固,临时支墩的施工与0#块支架搭设同步施工,首先用竖向预应力的YGM锚具将Φ32精轧螺纹钢连接,将钢管与法兰盘焊接后直接放在承台上。0#块施工时预留临时锚固预应力钢筋的孔道。0#块施工前在钢管内灌砂以加强钢管的竖向刚度和稳定性,将砂灌到离钢管顶部0.5米处开始浇筑C50混凝土找平以防上部工字港受力不均产生应力集中。在钢管上部的混凝土面并排放置两根I45工字钢,工字钢与箱梁底部接触的部分设置加强肋。底板下的三角垫块与0#块底板同时施工成为一整体。施工0#块时使Φ32精轧螺纹钢在0#块箱梁底板外露40cm,张拉时直接采用竖向预应力筋的YGM锚具和垫板。
  受力验算:
  一、临时支墩验算:根据施工不平衡荷载计算得在施工8#块时不平衡荷载最大。临时支撑钢管承受的最大压力或拉力为312KN。
  二、抗倾覆稳定性验算:将倾覆性支撑中心线前移至支座边缘,即绕支座边缘旋转。
  计算得最大倾覆力矩为12480KN.M,梁体自重和临时支撑对支座边缘产生的抗倾覆力矩分别为18445.8KN.M和1591.2KN.M,抗倾覆系数1.6大于1.3
  三、锚垫板强度验算:按剪应力计算得34.7小于〔τ〕=85MPa
  四、锚固强度验算:分别按冲切强度、局部承压强度、锥体破坏进行验算,强度满足要求。
  五钢管强度验算:强度验算每根钢管所受最大压力为312KN,压应力σ=20.8MPa<〔σ〕=140MPa,稳定性验算,按最不利情况计算杆件失稳去U=2,满足要求。
  该方法的优点是受力明确,解除约束方便,但需要大量的钢材工程造价较高。
  2.2.2混凝土临时支墩法,在新武宜运河施工中,采用混凝土临时支墩法施工,这也是工程中较常用的一种方法。在承台外缘设置3根立柱,箱梁底部进行加宽处理,临时墩顶设置5cm的硫磺砂浆,以便解除约束。
  结束语:各种固接方案各有其适用性,运用之妙,存乎一心。广大桥梁建设者应该结合工程的特点,从安全性、经济性、和技术可行性等角度出发,进行比选,选择适合的方案。
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