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摘要：大跨度钢筋混凝土桥梁上部结构施工，较多选用挂篮悬臂浇筑工艺，临时支撑系统作为悬浇施工中抗倾覆的关键构造设施，应加强设计优化和施工过程关键工序管控。本文通过某大跨连续梁悬浇施工临时支撑系统的类型择优选用，做好总体布置、结构杆件和细部构造等合理设计及优化，加强关键工序的施工管控，确保支撑系统的安全、经济和便于操作，并对悬浇梁桥的线形有效控制提供基础，可为其他主梁挂篮悬浇工程提供参考。
关键词：桥梁工程；挂篮悬浇；支撑系统；设计；施工
1 工程概况
广东某跨越小榄水道的特大桥，左右幅分离，主桥上部结构为跨径组合（90m+155m+90m）的预应力钢筋混凝土连续梁，采用挂篮悬臂浇筑工艺施工，悬浇完毕后，采用先边跨后中跨的方式完成合龙施工。在完成墩身施工后，安装球形钢支座，施工0、1#块的同时安装临时支撑体系，在形成稳定状态的临时T构后，组织开展悬臂浇筑施工，在边跨合龙完成第一次体系转换后解除临时支撑，最后完成全桥合龙。
在各类不平衡荷载的作用下，T构的抗倾覆是悬浇施工过程管控的重点，而临时支撑体系的合理设计和施工质量对工程安全和主梁线形控制起到至关重要的作用。
本桥梁上部结构共划分为21类梁段，0、1#梁段为支架现浇梁段，2～18号梁段为挂篮悬浇梁段，0～18#块共同组成T构梁段；19、20#梁段分别为中、边跨合龙梁段；21、21’#梁段为边跨现浇梁段。在各类载荷作用下对悬浇T构产生的竖向荷载为7.629×107 N，最大不平衡弯矩为1.3×108 N·m。
2 临时支撑系统选型
2.1 结构型式
按照预应力钢筋混凝土连续梁的特点，初拟了三种悬浇临时支撑系统的结构型式，如下图所示。
图1-1 墩顶设临时锚固块 图1-2 墩侧设支撑钢箱柱 图1-3 墩侧设钢管砼柱
2.2 优缺点比选
通过综合考虑和比选（见表1-1），最后选择在墩身的顺桥向两侧对称设置钢管砼立柱组合形成临时支撑系统，主要优点为：
（1）钢管砼结构刚度适中，适合临时支撑系统受压为主的特点，可充分发挥结构材料特性；截面尺寸小，便于灵活布置，减少对0#块的预应力管道和钢筋安装的影响。
（2）钢管砼立柱构造相对简单，顶部可设置钢楔块（截面尺寸小），四周空间较大，安装和拆卸方便，体系转换过程可做到安全、环保、迅速、方便；
（3）与墩身分离，且相对墩身刚度适中，使悬浇过程中主梁块段重量大部分由钢支座传递给墩身，不平衡荷载主要由临时支撑钢管砼立柱承担，利于桥梁受力和线形监控；由于在悬浇过程中已释放部分应力，在第一次体系转换后主梁的标高变化相对较小，便于主梁合龙精度控制。
表1 连续梁悬浇临时支撑系统型式比选表
3 临时支撑系统构造要点
单个T构临时支撑系统，采用4根直径820mm、厚度10mm的Q345材质钢管，管内浇筑C50混凝土形成支撑钢管砼立柱。横桥向布置于腹板正下方，顺桥向间距为8.4m，并对称布置。
支撑钢管与承台（箱梁）之间采用19根直径32mm的HRB400螺纹钢筋进行锚固连接，以传递拉力或压力。
钢筋与钢管之间采用双面焊接。
假设主梁是完全刚性、墩身和临时支撑柱均为线弹性体，按以上两部分荷载叠加进行受力计算，其受力分解如下图：
计算结果显示满足受力要求。
5 临时支撑系统施工要点
5.1 预埋锚固钢筋的施工
（1）严格按设计施工，预埋件加工尺寸准确，并按要求设置弯钩，可设置加强箍筋进行定位；
（2）预埋主钢筋按设计间距布置，预埋钢筋与预应力管道及钢筋位置冲突时，适当调节承台钢筋和预埋钢筋的位置；
（3）锚固处，承台顶面（箱梁底面）布设3层钢筋网片，防止局部应力集中导致混凝土压碎；
（4）预埋件安装时精确测量放样定位，承台预埋锚固筋应采取包裹塑料套管或涂刷水泥浆等方式及时进行防锈处理。
5.2 锚固钢筋与钢管焊接施工
（1）在墩身施工完毕后，清除预埋钢筋上的水泥浆并清理钢筋表面；
（2）钢筋与钢管焊接之前必须进行调直；为保证质量，一般采用塞焊，焊缝应饱满，须保证单根钢筋双面焊缝累计长度不小于32cm。
5.3 悬浇及体系转换施工
悬浇过程注意不平衡荷载的控制，确保最大力矩控制在1.3×108 N·m以内；加强过程应力和线形监控，超过预警值时立即停止施工，并启动应急预案，采取有效措施进行纠偏。
本桥体系转换分为两次，第一次通过边跨合龙（含预应力张拉和压浆等）转换为单悬臂静定梁，第二次通过中跨合龙转换为最终成桥的三跨连续梁体系。重点注意：
（1）对称拆除边跨合龙吊篮，并拆除边跨现浇段支架；
（2）每个主墩两侧的临时支撑钢管立柱对称解除约束，使墩梁的连接由固接变为铰接，完成第一次体系转换，解除临时支撑钢管时，应注意先隔断钢楔块。
（3）确认约束全部解除后，进行中跨合龙施工，完成第二次体系转换。
5.4 临时支撑钢管解除施工
通过割除临时支撑钢管使主梁使全部荷载通过钢支座转换到墩身上，同时释放出原来作用在临时支撑钢管上的荷载。为避免钢管和与其接触作用的箱梁和承台混凝土出现应力集中现象，要求在割除过程中各根钢管应同步均匀，严格按预定方案进行。具体步骤如下：
（1）在钢管上端搭设工作平台和通道，以方便割断钢管的操作实施。
（2）在每个工作平台上把钢楔块高度范围内的钢管分为10等分，并做好标记。
（3）按分块对钢管进行先竖向后水平方向切割，每割完一等份后，应暂停5分钟经观测确认安全后再继续切割，要求单墩4根钢管同步完成切割，割缝宽应满足钢管释放变形的需要，防止应力集中。
（4）注意钢管解除等过程中对梁体标高、钢管桩变形等进行监测，发现异常立即停止施工并采取有效措施。
6 结语
结合工程项目的实际情况，通过对挂篮悬浇主梁的临时支撑系统类型的择优选用，充分发挥其材料的特性；同时，加强支撑立柱的布置、细部构造等设计优化，做好关键工序的施工管控，保证了支撑系统的安全、经济，并兼顾了操作便利性，也对悬浇梁桥的线形有效控制提供基础，可为同类型挂篮悬浇工程提供参考。
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[5] 张继尧 王昌将. 悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥[M]. 北京：人民交通出版社，2004年.
论文作者:王文清,陈菊英
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/30
标签：钢管论文; 钢筋论文; 挂篮论文; 荷载论文; 系统论文; 预应力论文; 锚固论文; 《防护工程》2019年8期论文;