客运专线悬浇连续梁临时支座固结体系

摘要

本发明属于桥梁工程施工的技术领域，具体涉及一种客运专线悬浇连续梁临时支座固结体系，解决了现有临时支座固结方法不能适应垂直荷载大、不平衡力矩大，合拢时对临时支座固结特殊要求的问题。客运专线悬浇连续梁临时支座固结体系，自上而下包括上楔块、中楔块、下楔块，中楔块纵截面为等腰梯形，中楔块内中心横截面上对称横向穿设一对螺栓，中楔块大头端的螺栓一端安装螺母，另一端与圆钢焊接，圆钢上下端分别插入上、下楔块上设置的套筒内。本发明具有如下有益效果：安全可靠、制作方便、承载能力强、操作便捷，可以实现多种体系转换，通用的工具式钢楔块可以便于重复使用，可以降低劳动强度、改善工作环境，降低工程成本。

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程施工的技术领域，具体涉及一种客运专线悬浇连续梁临时支座固结体系。

背景技术

客运专线悬浇连续梁适宜于跨越繁忙交通干线、街道和有航运的江河。连续梁施工的第一步就是进行临时支座固结施工，临时支座固结作用就是将连续梁与主墩的铰接连接，固结形成T型刚构，使得结构能够承受梁体重量和一定的不平衡力矩。

一、关于客运专线悬浇梁的临时支座固结荷载取值与组合如下所述：

一般设计临时支座固结的原则是悬臂浇筑时，根据不同的工况计算出竖向力和不平衡弯矩，从中选取最大的竖向力、不平衡力矩，作为设计依据。

1、竖向荷载有：

(1)钢筋混凝土重量×1.05(混凝土厚度增加)

(2)挂篮重量×1.1

(3)桥面施工机具、材料、人员重量等，一般取5kN/m。

竖向荷载组合：(1)+(2)+(3)

2、考虑的不平衡荷载有：

(1)一侧混凝土自重超重5％。

(2)一侧施工线荷载取1.5×5kN/m，另一侧为0.5×5kN/m。

(3)施工挂篮的动力系数，一侧采用1.2，另一侧采用0.8。

(4)节段浇筑不同步引起的偏差，控制在20t以下。

(5)在风力作用下一侧产生向上分力，风压荷载标准值按下式计算：ω_k＝β_zμ_sμ_zω₀

京津城际轨道交通工程风荷载按ω_k＝800Pa取，线荷载为10.72kN/m。

不平衡荷载组合：

组合一：(1)+(2)+(3)+(4)

组合二：(1)+(2)+(3)+(5)

另外，临时支座固结还应该进行抗扭验算。

二、传统临时支座固结施工技术有以下几种：

1、砂箱法

采用砂箱作为临时支座固结的承压构件，钢筋、预应力钢筋作为受拉构件，共同完成临时支座固结，具体做法是将石英砂炒干按计算数量装进砂箱，落梁时按设计体积放出一定容积的砂子，来完成体系转换。由于砂子在荷载作用下体积会很快稳定，在施工过程中体积改变很小，优点是操作简单、安全可靠。缺点是不能适用大荷载，锚固钢筋密集大型连续梁。

2、硫磺砂浆法

硫磺砂浆法是目前广泛采用的一种临时支座固结措施，具体做法是在临时支座混凝土上部或中间夹一层30mm～50mm厚的硫磺砂浆，在硫磺砂浆中按一定规律布置上电阻丝，在体系转化时利用硫磺砂浆遇热软化的特点，接通电源将硫磺砂浆融化来完成体系转换，其优点是硫磺砂浆抗压强度高可以满足大荷载的要求，体系转换平稳。其缺点是在施工过程中经常电阻丝会出现断丝或短路，不能正常完成体系转化，如果用氧气烧烤硫磺砂浆又会产生大量的有害气体，损害施工人员的健康、污染大气环境。一般采用人工凿除费时费力，使得体系转换不平稳。

3、采用液压系统千斤顶构成临时支座固结体系的设想

设想利用液压千斤顶受压，钢筋、预应力钢筋受拉构成新的临时支座固结体系，这样用一组千斤顶代替临时支座的部分混凝土，在体系转换时只需调整油阀就可完成体系转换，省时省力，转换过程也相当平稳。鉴于目前液压系统元件的可靠性尚难达到100％，施工过程又长达几个月或者更长时间，万一出现液压油泄漏安全无法保证，至今也没有人敢用于工程。

传统的临时支座固结方法已经不能适应垂直荷载大、不平衡力矩大，合拢时对临时支座固结的特殊要求，寻求一种新的临时支座固结方法已成为当务之急。

发明内容

本发明为了解决现有的临时支座固结方法已经不能适应垂直荷载大、不平衡力矩大，合拢时对临时支座固结特殊要求的问题，提供了一种客运专线悬浇连续梁临时支座固结体系。

本发明采用如下的技术方案实现：一种客运专线悬浇连续梁临时支座固结体系，其特征在于自上而下包括上楔块、中楔块、下楔块，中楔块纵截面为等腰梯形，中楔块内中心横截面上对称横向穿设一对螺栓，中楔块大头端的螺栓一端安装螺母，另一端与圆钢焊接，圆钢上下端分别插入上、下楔块上设置的套筒内。

利用一组钢板制成的楔块，在受拉钢筋的间隔中布置，以代替临时支座的部分混凝土，在体系转换时，利用梁体本身的重量，只需调整螺栓，就会完成体系转换。对于合拢有特殊要求情况也可以通过调整螺栓来完成，具有广泛的适用性。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：利用钢板制成的楔块作为承压构件，安全可靠、制作方便、承载能力强、操作便捷，通过调整螺栓可以实现多种体系转换的技术要求；通过对不同的悬浇连续梁最大竖向力、最大不平衡力矩进行统计，设计出通用的工具式钢楔块以便重复使用，可以降低劳动强度、改善工作环境，降低工程成本。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图

图2为图1的俯视图

图3为实施例临时支座的受力简图

图4为主墩临时固结布置图

图5为临时固结剖面图

图中：1-上楔块，2-中楔块，3-下楔块，4-套筒，5-圆钢，6-螺母，7-螺栓，8-钢筋，9-楔块总成，10-模板，11-主墩混凝土，12-临时支墩，x、y、z-坐标系

具体实施方式

如图1、图2所示：一种客运专线悬浇连续梁临时支座固结体系，其特征在于自上而下包括上楔块1、中楔块2、下楔块3，中楔块2纵截面(沿y轴方向的截面)为等腰梯形，中楔块2内中心横截面(x轴和z轴所在的截面)上对称横向(相对x轴平行)穿设一对螺栓7，中楔块2大头端的螺栓7一端安装螺母6，另一端与圆钢焊接，圆钢5上下端分别插入上、下楔块上设置的套筒4内。

结合京津成绩轨道交通工程跨三环60+100+60m连续梁、四环60+128+60m系杆拱连续梁来对设想之临时支座固结方法进行讨论。

三环连续梁设计图中注明临时支座固结措施应能承受中支点处最大不平衡弯矩65368KN-m及相应竖向支反力52033KN。要求先合拢边跨，边跨合拢后解除临时支座固结约束后，合拢中跨。

试采用楔块法来设计临时支座固结体系：

1、已知条件：根据设计图纸或者荷载组合计算，得出支座中心最大轴力52033kN最大不平衡力矩65368kN-m。假定临时支座采用C40混凝土，查规范得知轴心抗压强度设计值19.5MPa，采用精轧螺纹钢筋PSB785，容许应力560Mpa。

2、临时支座断面设计：结合主墩顶面的实际情况，将临时支座设在墩顶。假定正式支座不承受荷载，临时支座的受力简图如图3所示：

求得：B点最大支反力F_B＝52033/2+65368/3.2＝46445kN

A点最小支反力F_A＝52033-46445＝5589kN

在最不利荷载作用下A点不会出现拉应力，按构造配筋即可，选用8根25mm的精扎螺纹钢筋。

临时支墩的面积S＝46445×10³/(19.5×10⁶)＝2.432m²

临时支墩选用断面600×2200mm²两个中心距4.7m，总面积2.64m²。

3、如图4、图5所示，在桥墩的临时支座位置每侧预埋8根25mm精轧螺纹钢筋8，然后在临时支座受拉钢筋空格内摆放楔块总成9，为了减少摩擦阻力，楔块斜面要涂适量黄油。楔块上铺12厚竹胶板为底膜，安装临时支座模板，为了使应力分配均匀在临时支座上部的混凝土内加放5片φ6@200的钢筋网。预埋的8根φ25mm的精扎螺纹钢筋8在灌注临时支座时到桥梁底部加φ32PVC塑料套管，将钢筋与临时支墩混凝土11隔开。

4、待悬浇梁达到体系转换条件时，同步松动螺栓7，在梁体重力作用下自动完成体系转换。

5、放松后的楔块由于高度降低，可以轻松抽出楔块，用气焊割断钢筋，轻轻撬动临时支座混凝土使其与梁体脱离，用气焊割断上部钢筋，将临时支座吊下，即完成体系转换。

跨四环60+128+60m系杆拱连续梁，合拢要求先解除临时支座的纵向约束，进行中跨合拢，合拢后解除竖向约束，再进行边跨合拢。

这样的要求用传统的临时支座固结方法是无法实现的，如果采用楔块法设计临时支座，就可以完成上述要求。只要将预埋钢筋从楔块上部到梁顶部套上较粗塑料管，并锚固于箱梁顶部。中跨合拢时先松开螺栓使得正式支座受力，梁体实现纵向移动，应力释放后再拧紧螺栓顶死梁体保持竖向受力，由于箱梁纵向移动范围比较小，临时支座固结钢筋在套管内可以自由活动，自由度较长的精轧螺纹筋在移动过程中产生的转角很小，螺纹钢筋所受的是偏拉力，不会出现剪切破坏。中跨合拢后，再次松开楔块螺栓全部解除临时支座约束，完成桥梁的体系转换。