悬臂现浇梁边跨现浇段利用挂篮施工技术研究

陈 伟

中铁十一局集团第五工程有限公司

1 工程概况

某桥为27+48+27m预应力连续梁桥，箱梁为单箱单室、变高度、变截面箱梁，底板、腹板、顶板局部向内侧加厚，均按直线线性变化，计算跨度27+48+27m，中支点截面中心线处梁高4m，跨中直线段及边跨直线段截面中心线处梁高2m，梁底下缘二次抛物线变化，由于边跨墩柱高度较高，没有条件设置边跨现浇段的支撑体系，施工时采用挂篮现浇边跨现浇段的施工方案。连续梁墩顶临时固结支座对称设置在永久支座两侧的箱梁腹板处，根据设计要求在墩顶设四个临时固结支座，每个临时固结支座内布置40 根Φ32 螺纹钢筋束，间距100mm，埋入墩内100cm，埋入梁体100cm。并设置12 的箍筋以及水平钩筋，临时固结支座尺寸为90cm×90cm，浇筑C50混凝土作为临时固结支座，当主筋与墩帽、梁体底板钢筋以及预应力筋冲突时应调整临时固结钢筋。临时固结支座顶底面各设一薄层隔离层，隔离层用两层油毡制作，以便在合龙后拆除临时支座时碰伤墩顶及梁底混凝土。

图1 临时固结支座大样图

2 不平衡弯矩计算

采用挂篮进行现浇段施工时，所产生的不平衡弯矩主要为一侧混凝土及施工荷载。

单侧采用挂篮现浇混凝土时，边跨现浇段1段，边跨现浇段长4.6m，总重152.51t（57.551m3），按最不利受力情况考虑，挂篮承担部分长度3.14m，重87.453t（33.001m3），挂篮重50.3t。

偏心力距取最大值，即L=16.6m（下同）

施工荷载产生偏心弯矩：

施工荷载：

振捣荷载产生偏心弯矩：

振捣混凝土产生的荷载：

产生的倾覆弯矩为：

因此不平衡荷载对靠近偏载一侧临时支座产生的偏心弯距为：

3 桥墩及临时支座计算

3.1 临时支座强度验算

连续梁合龙前，发生偏载时，临时支座所受竖向荷载为：箱梁自重、挂篮重量及偏心弯矩产生的荷载，按线荷载考虑为99.8kN/m、挂篮每侧重量503kN，挂篮承担部分长度3.14m，重87.453t（33.001m3），施工荷载如上所述：

解得支座反力为：

临时支座设计为C50，截面A＝900×900＝810000mm2

C50混凝土轴心抗压强度设计值为：

其承载力为：

临时支座受力满足要求。

3.2 梁体临时支座处验算

由构件自重g1产生的混凝土截面正应力：

满足要求。

3.3 桥墩结构计算

为了安全起见，取临时支座一下混凝土计算面积为净面积。根据混凝土结构设计原理得：

原承载能力：

得：Nu= 43675.6kN

（1）桥墩承载能力验算：

C35 混凝土轴心抗压强度设计值9.6MPa，则混凝土局部受压满足受力要求。经验算，桥墩承载能力及局部混凝土抗压能够满足设计要求。

4 挂篮结构抗倾覆验算

在浇筑混凝土时，挂篮主构架后端通过精轧螺纹钢锚固于已经浇筑好的混凝土梁体上，为保证施工安全，验算此种荷载组合下的挂篮后锚点的安全性。

图3 挂篮主桁架反力

由图可知，现浇段混凝土作用下吊杆及后锚点的最大轴力为785.34kN。主桁架的后锚筋采用PSB830Φ32精轧螺纹钢筋。

单侧后锚点浇筑现浇段时，采用Φ32精轧螺纹钢筋6根，则可提供锚固力为：

N提供=6A[σ螺纹钢]=6×3.14×322/4×830×10-3=3335.9kN

其安全储备为：

故：满足安全要求。

5 配重

为消除不平衡弯矩，需配重，挂篮主要受力都有后锚进行，距离墩中心16.6m，位于4号块上，根据力矩分配的方式进行，需配重在对应4和5号块上，平均距离墩中心19m，具体配重：

根据M中=M边原则：

6 结论

根据上述计算可知，采用挂篮体系作为现浇段混凝土浇筑施工时，桥墩承载力、桥墩与临时支座连接处混凝土局部抗压、临时支座结构、挂篮体系结构稳定性均能满足要求。鉴于现场实际情况，采用挂篮施工时，为了桥梁结构的安全性，采用配重的方式进行。