摘要：预应力连续梁悬臂浇筑施工关键是墩顶两侧对称浇筑施工，但在实际施工过程中可能出现不平衡荷载，为保证施工安全，需要设置临时固结体系。通过分析不平衡荷载、不平衡弯矩的工况，进行计算分析墩旁体外临时支撑稳定和安全。
关键词：连续梁；悬臂浇筑；临时固结
0前言
临时固结体系计算，桥规第16.5.4条规定悬臂浇筑施工应对称、平衡的进行，两端悬臂上荷载的实际不平衡偏差不得超过设计规定值；设计未规定时，不宜超过梁段重的1/4[1]。并没有明确规定临时固结体系计算考虑的工况及荷载组合，本文通过分析临时固结工况、荷载组合进行临时固结体系计算，以泉厦漳A1标43+70+43预应力连续梁为例，通过分析不平衡荷载、不平衡弯矩的工况，进行计算分析临时固结的稳定和安全，为类似工程提供借鉴与参考。
1.临时固结概述
预应力混凝土连续梁桥由于桥型美观、跨度适用范围大等优点，广泛的用于公路桥梁工程中，连续梁桥最常见的一种施工工艺为悬臂浇筑施工。在连续梁悬臂施工时，墩顶箱梁理论上宜完全对称浇筑，并且不会产生极端不平衡条件，但实际施工过程中可能会出现不平衡荷载及一些极端的情况发生。永久支座又不能抵抗施工中产生的不平衡力矩，施工过程中需采取临时固结体系进行墩梁临时固结，以提供竖向支撑，抵抗施工中产生的各种不平衡力矩，保证T构平衡。墩梁临时固结是上部构造施工安全和质量的关键工序，墩梁临时固结要求在永久支座不承受压力的情况下承受梁体压力和施工过程中的不平衡弯矩，又要求在承受荷载情况下容易拆除。
临时固结体系一般可采取体内墩顶临时支座、墩旁设置体外临时支撑固结方式。有些设计图纸给出了具体的临时固结措施，有些设计图纸给出了最大的不平衡弯矩M和竖向反力N，也有些设计图纸未给出任何最大的不平衡弯矩M、竖向反力N和临时固结措施。对于未给出的临时固结体系，项目均需要结合具体荷载进行计算，并设计临时固结体系。
2.工程概况
泉厦漳城市联盟路泉州段A1标福田互通B匝道第八联为变截面箱梁，跨径为43+70+43m上跨围头疏港高速，采用挂篮悬浇。控制断面梁高：中间支点处4.2m，边跨直线段及主跨跨中处2.1m，其高跨比分别为1/16.67和1/33.33。梁高变化段梁底曲线采用1.8次抛物曲线。箱梁横截面为单箱双室斜腹板，箱梁顶板宽度为13.0m，底宽为9.175变化至8.125m，箱梁梁体两翼缘板悬臂长度为1.538m。箱梁底板平行，腹板等高铅直。通过平曲线内外侧箱梁长度差，实现平曲线。
图1 悬臂梁中跨立面图
图2 悬臂梁中跨顶板和底板平面图
3.临时固结体系的比选
表1 临时固结形式优缺点对比
图3 墩顶平面图（cm） 图4墩顶梁体细部图（cm）
由于本项目福田互通B匝道25#、26#墩顶截面积较小，长宽尺寸为6.4×2.5m，墩顶梁体长宽尺寸为8.126×2.5m，不能满足采用临时支座的形式，所以采用临时支墩的固结体系。
临时固结体系选用墩外临时支墩固结体系，钢管选用Φ630×10mm，钢管内浇筑C50微膨胀混凝土，每根钢管顶部预埋9根Φ28精轧螺纹钢，钢管底部设置法兰盘与承台预埋法兰盘连接。钢管支柱高度为18m，在6m、12m位置设置横向剪刀撑，间隔4m设置横向与墩柱的连接，钢管支撑外侧间距为2m。
4.工况分析
悬臂浇筑施工过程有3种工况，2种是正常工况，一种是倾覆工况。
第一种工况是悬浇其他节段工况，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25t（混凝土10m3）为最大悬臂段的1/4重量。
第二种工况是挂篮行走工况，即在挂篮行走时，考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用的同时，不同步移动挂篮。
第三种工况是最不利倾覆工况，即最后一个节段浇筑完成时，连续梁一侧挂篮连带混凝土同时坠落（加强挂篮锚固，杜绝该类事故发生）
图5 墩外固结布置图
4.1 竖向荷载计算
临时支撑所承受的竖向力为混凝土自重，考虑人群机械及冲击荷载，
①梁体混凝土自重，取桥梁上部0#块重量和悬臂浇筑节段重量的总和。
②挂篮的重量按照设计要求进行取值。
③考虑到单侧需要设置防护兜底，按照所需材料计算重量。
④考虑到施工人员、施工机具及材料荷载，按照2.5kN/m2计算，仅加在最后一个悬臂浇筑梁段上。
⑤混凝土冲击荷载，按照2.0kN/m2仅布置在最后一个悬臂浇筑梁段上。
永久荷载的分项系数，当其效应对结构不利时应取值1.2，可变荷载的分项系数取值为1.4，则荷载组合为1.2×（①+②+③）+1.4×（④+⑤）
4.2 最大不平衡弯矩计算
①考虑到连续梁浇筑混凝土不均匀，一侧混凝土超重5%。按照每节段超重5%，节段中心到支座中心的距离计算弯矩，得出
单侧整体超重5%，重力的作用点在最大悬臂处，得出
通过两种计算对比，单侧超重5%产生的弯矩为1948.72kN·m，单侧每节段超5%所产生的弯矩888.35kN·m。选择单侧整体超重5%，作用在最大悬臂节段偏安全，同时也是计算优化简便。
②施工线荷载不均性，即考虑机具人群荷载，一侧施工线荷载为0.48kN/m，另一侧为0.24kN/m。
③挂篮在施工过程中行走不同步，取挂篮及兜底重量的设计值。
④挂篮在施工过程中，由于人为的因素，导致两侧重量不均匀，一侧取设计值的1.2倍，一侧取设计值的0.8倍。
⑤连续梁节段在浇筑过程中，节段不同步引起的质量偏差，控制在25t（约10m³混凝土，最远悬臂段的1/4重量，产生的不平衡弯矩最大）。
⑥考虑风荷载，一侧风向上吹，按风压强度为W=800Pa。
⑦考虑单侧安装防护吊架自重。
⑧单独考虑最不利情况为最大悬臂即浇筑完成最后一个节段时，挂篮坠落，冲击系数2.0.
按最不利情况，参考荷载规范，基本荷载组合
第一种工况荷载组合为：1.2×①+1.4×（②+④+⑤+⑥+⑦）
第二种工况荷载组合为：1.2×①+1.4×（②+③+④+⑥+⑦）
第三种工况荷载组合为：⑧
计算三种工况作用下产生的最大的荷载弯矩为计算弯矩。
4.3 计算临时固结内力
通过查阅相关资料，总结计算方法是以墩顶支座为弯矩转动中心计算，墩外临时固结体系所受内力。
根据平衡条件可得：
由公式可求得：
求出RA、RB后，根据规范要求抗倾覆系数[k]>1.5，根据预埋精轧螺纹钢筋的抗拉强度，计算抗拔力[P].
T构绕反力最大侧支墩倾覆，非倾覆侧支墩竖向力和精轧螺纹钢筋抗拔力不同时产生，此时的抗倾覆安全系数为
图6 计算示意图
5.钢管支撑应力计算
通过查找《钢管混凝土结构技术规范》（GB50936-2014）钢管混凝土轴心受压稳定承载力设计值应按照以下公式进行计算：
—实心或空心钢管混凝土短柱轴心受压强度承载力设计值（N）
——实心或空心钢管混凝土的截面面积，等于钢管和钢管内混凝土面积之和
——实心钢管混凝土抗压强度设计值
——轴心受压构件稳定系数
——构件的长细比，等于构件的计算长度除以回转半径
——构件正则长细比
6.临时支墩施工要点
（1）施工中应确保钢管柱内混凝土浇筑的密实性，混凝土的塌落度宜通过试验室测试选择，控制好混凝土的浇筑速度。
（2）锚固钢筋的位置，应通过模板的位置准确定位，加强焊接，确保其垂直受力，确保伸入箱梁内的位置准确。
（3）连续梁施工过程中应对临时墩固结处进行经常性检查。
7.结语
连续梁悬臂浇筑施工须设置临时固结措施以提供竖向支撑力和不平衡弯矩，按上述方法计算临时固结，能够保证临时固结体系的强度、刚度和稳定性，满足施工需要。希望上述计算方法能给予公司其他项目连续梁临时固结体系参考。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业推荐性标准.《公路桥涵施工技术规范》[S].北京：人民交通出版社出版发行，2011年7月
[2]中华人民共和国国家标准.《钢管混凝土结构技术规范》[S].北京：中国建筑工业出版社发行，2014年8月
[3]郅友成.《悬臂浇筑连续梁临时固结体系计算分析》[J].铁道建筑技术，2014年，增1期：61
[4]铁路工程施工技术指南.《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》[S].北京：中国铁道出版社出版发行，2010年8月
作者简介：
王子龙，男，1992年4月，本科，助理工程师，18063551428
徐 俊，男，1991年4月，专科，助理工程师，18327507268
论文作者:刘洋,李长慧,张翔
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/6
标签：荷载论文; 悬臂论文; 工况论文; 弯矩论文; 混凝土论文; 挂篮论文; 不平衡论文; 《基层建设》2019年第25期论文;