连续梁挂篮施工悬臂T构固结设计方案

1、大连市甘南路立交桥及延伸工程跨越铁路段（38606038）m钢筋混凝土连续梁T构抗倾覆墩梁临时固结施工设计方案中铁九局集团有限公司：刘东跃1、 工程概况甘南路立交桥及延伸工程，起点位于东联路桥下华东路与甘南路交叉处，上跨华北路、哈大铁路、哈大客运专线，经南关岭镇上跨南关岭转盘，上跨规划岭西路后落地，在骆驼山进入隧道，在茶叶沟土羊高速北侧出隧道，终点与土革路相交，通过两条定向匝道与土羊高速拉树房收费站相连接。其中跨越既有哈大铁路及建设中的哈大客运专线为（38606038）196m四跨悬臂浇筑预应力钢筋混凝土连续梁。本联连续梁起点为主16号桥墩（里程桩号为K0555），终点为主20号桥墩（里程桩号

2、为K0751）。连续梁为双向六车道加宽段，桥梁左右双幅箱梁，桥面全宽37.686m。半幅桥宽18.838m,悬浇施工宽度18.338m。箱梁截面采用单箱3室直腹形式，梁高变化按底部二次抛物线缩短，中支点梁高3.74m，跨中及边支点处梁高1.8m，边跨端部9m段为等量高。跨中腹板厚度0.6m，支点位置腹板厚度0.8m，腹板厚度按直线过渡。顶板厚度0.3m，底板厚度由0.80m0.30m按二次抛物线变化。主16#主19#墩采用三根柱盖梁构造。墩柱顺桥向尺寸为3.5m，横桥向尺寸为边墩2.5m、中墩2m；盖梁宽度3.7m、高度跨中附近2.9m、墩柱顶加高至3.3m。主20#处主线墩采用圆形截面墩身，

3、墩身直径为2.0m，顺桥向尺寸曲线加宽至3.0m形成墩帽。基础采用2.0m、2.5m钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。主16#主19#处桥墩为承台接2.0m群桩，主20处墩为2.5m单桩。连续梁均采用GTPZ（NS）型耐寒性盆式橡胶支座。主17、18、19#墩为连续梁的悬臂浇筑主墩。墩顶O号块梁段支架浇筑长度9.5m，其余悬臂浇筑，每个单臂悬浇7个节段箱梁。各悬臂浇筑梁段几何物理指标如下表：箱梁节段几何物理指标表梁段号012345678节段特性O块悬浇段悬浇段悬浇段悬浇段悬浇段悬浇段悬浇段合拢段长度(m)9.53.253.53.53.53.53.53.52.0重量（t）1286 231 222 219

4、215206183187 102由于墩梁是铰接支座，为抵抗悬臂浇筑施工中的不平衡倾覆弯矩，需要对悬浇箱梁进行临时刚性固结。二、箱梁悬臂浇筑临时固结荷载本桥箱梁最大悬臂长度29m。施工单位造成T构倾覆的最不利因素是挂篮和最大悬臂节段坠落。T构临时固结按此最不利荷载设计。视永久支座不受力，按此最不利因素计算得出各中墩临时固结应能承受中支点处最大不平衡弯矩M79200KNm和相应竖向反力N40680KN。其中挂篮自重参照公路工程施工技术规范“挂篮质量与梁段混凝土的质量比值宜控制在0.30.5之间”的规定，按最大节段50重计入倾覆弯矩。按此不平衡荷载设计T构临时固结，能够满足施工单位的最大风险因素，同

5、时也满足施工中最大不平衡荷载20吨的要求。3、 悬臂T构临时固结结构根据本工程墩梁设计结构特点，主16主19墩采用三根柱盖梁构造，墩柱截面较小，墩身不具备完全承担T构倾覆抗弯能力。考虑墩身抗弯安全，综合墩梁结构特点，施工固结方案采用体内与体外（相对墩身而言）相结合的临时固结结构形式。体内固结结构：在盖梁上对应箱梁腹板位置设置Q235钢管600、壁厚10mm的C40钢管混凝土支撑墩。每个O块合计布置8根支撑墩。体内支撑墩布置位置如图1所示。体外固结结构采用钢管支撑柱。根据墩梁结构相对尺寸位置，支撑柱支撑柱下端置于承台上，上端置于箱梁腹板处，每个O块合计布置4根支撑柱。支撑柱布置结构如图2所示。体

6、外临时固结支撑柱按支撑锚固能力设置，采用直径500、壁厚10mm的Q235钢管支撑柱。4、 悬臂T构临时固结结构承载能力验算1、支撑墩和支撑柱的最大倾覆荷载根据悬臂T构体内固结图1和体外固结支撑布置图图2所示尺寸，绘制出体内钢管支撑墩和体外钢管支撑柱结构受力分析示意图图31和图32。体内支撑墩：8根Q235钢管600、壁厚10mm的C40钢管混凝土支撑墩，C40混凝土弹性模量E3.25104Mpa，横截面积A2826cm2,含钢截面积AS188cm2,管支撑高度h=76cm。钢管混凝土墩含钢率0.07。C40钢管混凝土弹性模量Esh=3.82104Mpa。体外支撑柱：4根直径500、壁厚10m

7、m的Q235钢管支撑柱，横截面积A155cm2，最大墩高H=2080cm，扣除防撞墩以外自由支撑长度h=2000cm。Q235钢管弹性模量E2.1105Mpa。假设体外钢管支撑力为RA和RB、体内钢管混凝土支撑墩支撑力为R1和R2，并以向上方向为受压支撑力。根据体内固结支撑墩和体外固结支撑柱结构布置及受力简图图31和图32所示，解析体内支撑墩和体外钢管支撑力得到计算方程式为：可求得： 由结构变形协调、并简化后得到： 根据悬臂T构最大倾覆荷载竖向反力N40680KN和最大倾覆弯矩M79200KNm，求解数学方程式得到：体内钢管混凝土支撑墩支撑力：；体外AB钢管支撑柱支撑力：；上述计算结果说明：当

8、发生最大倾覆荷载工况时，支撑柱RB和支撑墩R2为受压力，支撑柱RA和支撑墩R1为受拉力。其中最大承压力为R244512KN，最大承拉力为R14978KN。考虑墩身抗弯曲倾覆能力薄弱，R1和R2支墩只按承压设计，体外钢管支撑柱考虑倾覆锚固能力，上下设置高强精轧螺纹钢锚固栓。2、 验算支撑强度、体内钢管混凝土支墩8根Q235钢管600、壁厚10mm的C40钢管混凝土支撑墩，混凝土抗压允许值fc=19.5MPa，每根横截面积A2826cm2,钢管横截面积As188cm2，含钢量0.07，支撑高度h=76cm。长细比5，折减系数1。提高系数K11.51。得12269KN，大于最大荷载R1411128K

9、N。体内钢管混凝土支撑墩满足要求。最大承拉力R14978KN。不予考虑，在体外支撑柱上增加锚固力。、体外钢管支撑柱体外临时支撑柱，采用直径500mm、壁厚10mmQ235钢管支撑柱。钢管横截面积A157cm2，惯性矩I46220cm4，回转半径r=17.3cm，最大墩高H=2080cm，扣除防撞墩以外支撑长度h=2000cm，在盖梁下边缘与墩身增加一个横向刚性约束，最大自由长度h=1400cm。长细比81，折减系数0.68。体外AB钢管支撑柱支撑力：；AB钢管支撑柱每根最大承压荷载P646kN。直径500mm、壁厚10mmQ235钢管允许承压力P2196kN，大于大承压荷载P646kN，满足要

10、求。3、 验算体外支撑柱上下端锚固能力AB钢管支撑柱抗锚能力每根计算最大拉力，加上分担墩顶支撑墩的拉力FRA2R11.53.55/2=1124kN。直径500mm、壁厚10mmQ235钢管及其上下端（上6、下4）32mm精轧螺纹抗拉力均大于F1124kN。满足要求，检算略。4、 体外支撑柱抗倾覆精轧螺纹锚固长度计算每根最大分担锚固力F281KN。带螺帽锚固，锚固长度不少于50cm。支撑柱钢管上下端法兰盘采用20mm厚Q235钢板、10mm厚加劲肋，焊缝高度不小于15mm。五、注意事项1、本设计没考虑永久支座参与工作，忽略其受力荷载。2、本方案考虑了挂篮坠落的最大荷载，其他一些砸碎荷载均应免去，

11、大大简化了计算程序。3、对于采用体外固结的墩顶处理方式，建议采用砖砌砂浆胎膜，以增加T构滑移的阻力，提高箱梁的稳定性。4、永久支座在出厂时上下坐板间安装了临时连接拉板，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。5、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构均匀沉降和施工安全，不平衡荷载不应超过20吨（一罐车8立方混凝土）。6、体外钢管支撑柱的接长要求顺直、上下同心、搭接或者拼接板厚度焊缝高度均要满足钢管截面强度要求；上下端法兰盘焊接要保证焊缝厚度和质量。7、体外钢管支撑柱上下精轧螺纹锚栓，要安装牢固、位置准确、锚固有效。8、本方案按照最高墩身设计计算的。在实际施工中，现场技术人员要逐一研究每个O梁段墩身的具体标高、高度，按实际进行T构支撑尺寸交底。9、为保护T构体外固结支撑柱的安全，建议将支撑柱进行防撞保护，处理