悬臂法施工连续梁临时固结体系的计算探讨

悬臂浇筑梁体临时支承受力验算分析摘要：本文结合工程实例，介绍现浇预应力连续箱梁悬臂法施工中，临时固结措施采用钢筋混凝土柱临时支墩施工时，临时支墩和支架的施工设计，并着重对支墩和支架进行分析验算，证明该结构满足设计要求。

关键词：连续梁桥；悬臂浇筑；临时支墩；支架；设计；施工；验算1 工程概况湖南某高速公路大桥为跨越小河流与跨越铁路而设置的跨线桥。

在第20、21、22跨主桥部分是跨越正在运营的铁路，综合考虑铁路的运营线和规划线进行方案比较，最后经铁路主管部门方案审批，确定桥跨布置形式为：上部结构采用40m+70 m+40 m预应力混凝土现浇连续箱梁，要求采用悬臂浇筑的挂篮对称浇筑施工方案，施工时对铁路既有线搭设棚洞进行安全防护，确保安全。

立面图如图l所示。

图l 大桥立面示意挂篮施工悬臂浇筑总体施工方案为：先施工20、21号墩顶梁体0号块、1号块，并进行临时固结形成“T构”，然后再依次采用挂篮施工对称浇筑2号、3号块至合龙段前段，然后两个T构合龙后，解除约束进行体系转换，形成连续梁。

临时固结体系施工时采用了混凝土临时支墩和钢管支架搭设作业平台作为0号块、1号块的支架基础，临时支墩和钢管支架基础利用主墩承台，混凝土临时支墩在承台内预先埋设钢筋，作为临时支墩锚固用，并与悬浇施工一起构成支承体系，而支架顶部利用工字钢和方木作为龙骨，支撑底模。

2 临时支墩及支架设计临时支墩设计，是利用薄壁墩两侧4个直径1．5 m临时墩柱，采用C30钢筋混凝土，每个0号块设4根，间距4．6m×4．8 m。

立柱底部钢筋插入主墩承台内170 cm，立柱顶部与箱梁底板连接，钢筋插入现浇1号块底板内57 cm，形成临时锁定墩，临时支墩顶部15 cm厚混凝土中间部分采用砂筒式临时支座，以便完成边跨合龙后临时支墩的迅速拆除，完成体系转换。

支架设计时按承台及临时支墩作为基础，采用临时支墩墩顶穿钢棒，上铺工字钢作为平台而形成。

临时支墩及支架设计如图2所示。

J IA N Z A OJ I SH U㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第３期５２１㊀收稿日期:２０２０Ｇ０３Ｇ０５;修改日期:２０２０Ｇ０４Ｇ１６作者简介:魏明亮(１９８８－),男,河南舞阳人,硕士,工程师．悬臂法施工连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析魏明亮,㊀刘三奇(安徽省综合交通研究院股份有限公司,安徽合肥㊀２３０００１)摘㊀要:在预应力混凝土连续箱梁悬臂施工过程中,为保证梁体施工期间结构稳定和安全,需对梁体施工时实施临时固结措施.该文结合滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁悬臂施工实例,详细介绍临时固结设计施工及抗倾覆稳定性检算方案,确保梁体结构的稳定和安全.关键词:悬臂施工;预应力连续梁;临时固结;抗倾覆稳定性中图分类号:U ４４２㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:１６７３Ｇ５７８１(２０２０)０３Ｇ０５２１Ｇ０２㊀㊀挂篮悬臂法施工在跨河㊁跨路及高墩大跨等桥梁的施工中具有出显著的优势,因此该方法在预应力连续梁施工中得到广泛应用.在预应力混凝土连续梁悬浇施工过程中,由于不对称浇筑㊁一侧混凝土超重等因素都会在墩顶引起不平衡弯矩,并可能引发梁体倾覆.为了抵抗不平衡弯矩的作用,防止意外发生,设计及相关规范文件均要求设置墩梁临时固结措施.查阅相关资料,墩梁临时固结抗倾覆计算没有统一的方法.同时临时固结方案一般由施工单位自行设计.设计文件一般会给出最大不平衡弯矩M 和相应的竖向反力N .以设计文件为依据计算的支反力大多为压应力.在施工中,如果在悬臂浇筑过程中,挂篮及浇筑混凝土突然坠落,在这种工况下,最不利的倾覆弯矩有可能会产生拉应力,进而引发T 构倒塌,必然导致重大人员伤亡及经济损失,这虽然是施工中的特殊事件,但仍要引起施工单位的高度重视,避免此类安全事故的发生.该文结合工程实例按悬臂不同施工阶段来模拟挂篮可能坠落工况,对每个工况进行模拟分析计算不平衡弯矩,工况荷载考虑一侧挂篮自重及梁段混凝土自重,计算结果与施工图设计说明检算的不平衡弯矩比较取最不利弯矩,由最不利弯矩检算临时固结稳定性.１㊀工程实例滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁０＃块长１４m ;中心高７．２m ;底宽６．７５m ,总方量为４８５．１m３,重量为１２１２．７５t .０＃块等截面长度为４m ;变截面长５m ,单侧外露墩身梁体长度为５．２m .桥梁纵断面如图１所示,横断面如图２所示.图１㊀纵断面布置图图２㊀横断面布置图在悬臂施工过程中,常用的临时固结方法见表１.表１㊀临时固结方法分类表序号临时固结方法１墩顶预埋钢筋和硫磺砂浆临时固结垫块组成墩梁固结２墩顶预埋钢筋和砂筒组合成墩梁固结３钢管混凝土或钢筋混凝土立柱与桩内预埋钢筋组合成墩固结４预应力钢筋与钢管组合成墩梁固结㊀㊀滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁０＃块临时固结采用两侧布置的４根钢管柱组成临时固结体系,钢管柱采用直径１０００m m 钢管,内部浇筑C ３０混凝土,钢管柱顶㊁底部采用底部设直径２５m m 粗钢筋分别与０＃块及承台联结,钢筋环向布置２０根钢筋,钢管柱底与承台间并设预埋钢板进行焊接,并采用加劲肋加强,在钢管顶部设置钢板.２㊀仿真分析计算采用桥梁结构有限元分析软件M I D A SC i v i l ２０１２建立T 构最大悬臂状态的空间离散模型,按悬臂不同施工阶段来模拟挂篮可能坠落工况,对每个工况进行模拟分析计算.T 构最大悬臂仿真模型如图３所示,工况划分及内容见表２.１２５J IA N Z A OJ I SH U５２２㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第３期图３㊀T 构最大悬臂仿真模型表２㊀工况划分及内容工况内容工况１~１３１~１３＃梁段挂篮及混凝土坠落工况１４设计不平衡弯矩２．１㊀材料特性各构件材料的容重及弹性模量等参数见表３.表３㊀材料特性值名称容重/(k N /m３)弹性模量/(N /m m２)混凝土２６３．４５e ＋００４钢材７８２．０６e ＋００５２．２㊀荷载组合施工图设计说明检算不平衡弯矩考虑:(１)一侧混凝土自重超重５％.(２)一侧施工线荷载为６．４k N /m ,另一侧为３．２k N /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)一侧风向上吹,按风压强度W ＝８００P a.设计文件未考虑一侧挂篮突然坠落的情况.本次检算考虑一侧挂篮及梁段混凝土掉落.由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态.因此最不利荷载组合为:挂篮自重＋悬臂端块段混凝土自重＋梁体自重,梁体自重由软件自动计算,挂篮自重按６５０k N .抗倾覆稳定性验算结果见表４.表４㊀计算结果汇总表工况钢管柱临时固结未坠落侧反力/k N坠落侧反力/k N工况１３７３７２．３１１１４．６工况１４６０６３．２１８５３．６㊀㊀㊀备注:支反力为一侧单钢管立柱支反力.由表４结果可知,在工况１３下即最大悬臂状态下挂篮及砼坠落,钢管立柱临时固结支撑处最大压反力为７３７２．３k N .在工况１４即设计不平衡弯矩为６１５２６k N m ,钢管立柱临时固结支撑处最大压反力为６０６３．２k N .取反力较大值７３７２．３k N 进行验算:钢管立柱直径为１０００m m ,壁厚１４m m (Q ２３５),钢管内部灌注C ４０混凝土.按«钢管混凝土结构技术规范»(G B５０９３６－２０１４)验算其承载能力如下:N u ＝φe φl N ０㊀㊀当θɤ１/(α－１)２时:N ０＝０．９A C f c (１＋αθ)㊀㊀当θɤ１/(α－１)２时:N ０＝０．９A C f c (１＋θ＋θ)θ＝A s fA c f c㊀㊀系数α取值见表５.表５㊀系数α取值混凝土等级α值ɤC ５０２C ５５~C ８０１．８㊀㊀柱的等效计算长度:L e ＝１２．２４m ;钢管外直径:D ＝１m ;钢管内核心混凝土横截面面积:A s ＝３．１４ˑ４８６２＝７４１６５５．４４m m ２;钢管横截面面积:A s ＝３．１４ˑ(５００２－４８６２)＝４３３４４．５６m m ２;钢管混凝土构件的套箍系数:θ＝A s f s /A c fc ＝０．５９９;钢管混凝土轴心受压短柱的强度承载力设计值:N ０＝０．９A c fc (１＋αθ)＝２９３４３．９k N ;钢管混凝土轴心受压短柱的强度承载力设计值:N u ＝ψL ˑN ０＝０．８１ˑ２９３４３．９＝２３７６８．６k N＞７３７２．３k N .安全系数＝２３７６８．６/７３７２．３＝３．２２＞１．５,满足要求.３㊀结束语通过对滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析探讨,可为类似连续梁悬臂施工临时固结体系抗倾覆检算提供参考.针对临时固结体系设计及悬臂施工过程提出如下建议:(１)悬臂T 构除计算抗倾覆稳定性检算除考虑设计文件提供的倾覆参数外,还应考虑施工过程中的特殊情况.悬浇梁施工过程中T 构最大倾覆弯矩是在悬浇最远节段时挂篮及新浇筑混凝土坠落产生.(２)挂篮及新浇筑混凝土坠落产生的倾覆弯矩对临时支座可能会产生拉应力.(３)悬臂浇筑混凝土时,尽量保持同步浇筑.无法同浇筑时,可采取分阶段交替浇筑.在混凝土分阶段交替浇时,悬臂两端混凝土偏差应严格控制在５方以内.(４)在悬臂施工中,尽可能避免挂篮坠落的情况发生,特别是大跨径的连续梁.参考文献[１]㊀苏克啟．悬臂法施工连续梁临时固结体系的计算探讨[J ]．科技资讯,２０１４(３):９５－９６．[２]㊀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(z １):６１－６４．[３]㊀丁东．连续梁悬臂施工临时固结设计与检算[J ]．城市道桥与防洪,２０１３(７),２２２－２２３．[４]㊀高翔,李广平．南丫大桥上部施工０＃块临时固结施工技术[J ]．中国水运(下半月),２０１２,１２(４):１９６－１９７．[５]㊀王兴忠,谭崇杰,纪彦飞．连续弯梁桥临时支座设计及受力分析[J ]．甘肃科技,２０１１,２７(２４):１２６－１２８．[６]㊀中华人民共和国交通运输部．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范:J T G３３６２－２０１８[S ]．北京:人民交通出版社,２０１８．[７]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部．钢管混凝土结构技术规范:G B５０９３６－２０１４[S ]．北京:中国建筑工业出版社,２０１４．２２５。

高铁悬臂浇筑连续梁墩梁体内临时固结设计计算方法浅析摘要：连续梁悬臂法施工时，中墩墩梁临时固结是连续梁施工的关键工序和安全质量保障，而对于一线技术人员来说，墩梁临时固结设计计算往往没有明确的统一的标准，相关现行规范中也查不到具体的规定，狠是困扰。

本文通过工况分析，给出了相对明确的计算方法。

关键词：悬臂浇筑临时固结竖向荷载不平衡弯矩计算近年来，国内高速铁路建设势头强劲，迅猛发展，交通网络日益丰富复杂，公路、铁路、市政等在多处呈立体交叉。

立体跨越结构物时，悬臂浇筑连续梁往往是经常采用的结构形式。

因此，在桥隧比占比很高的高铁建设中，悬臂浇筑连续梁成了桥梁工程中重要组成部分。

连续梁悬臂法施工时，中墩墩梁临时固结是连续梁施工的关键工序和安全质量保障，而对于一线技术人员来说，墩梁临时固结设计计算往往没有明确的统一的标准可查；设计院给出的支座反力多为压应力，而临时固结图中却布置了大量三根一束的锚固钢筋，自相矛盾，且给0#块施工带来很大困难。

本文通过以中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁（悬臂浇筑施工）跨度：60+100+60m》（通桥（2015）2368A-V-1）为例进行工况分析，给出了相对明确的计算方法。

1.工程概况中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁（悬臂浇筑施工）跨度：60+100+60m》（通桥（2015）2368A-V-1）为时速350Km/h双线连续梁系列图纸，桥面宽度为12.6m，适用于桥面铺设CRTSⅠ型板式、Ⅰ型双块式、Ⅲ型板式无砟轨道。

梁全长221.5m，中支点截面中心线梁高7.835m，梁底下缘按二次抛物线变化，每个T构设13个悬浇节段，具体节段参数如下：2.按设计图纸说明计算2.1工况分析根据中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁（悬臂浇筑施工）》，图号：通桥（2015）2368A-V-1，不考虑一侧挂篮突然坠落的情况（施工时应加强挂篮锚固，杜绝该类事故发生），只考虑正常施工的情况，即以下两种工况。

连续梁悬浇施工临时固结（支座）设计计算及应用优化目前铁路及公路桥梁设计时，连续梁凭其自身的诸多优点应用已非常普遍，受现场地形、环境等因素的限制，部分连续梁只能采用采用悬浇法施工。

连续梁在T构悬浇过程中，因施工等诸多因素会产生不平衡弯矩，为了确保施工安全，需要在墩顶设置墩梁临时固结（支座）或墩旁设置临时支墩。

本文结合现场工程实例，介绍了某铁路客运专线跨高速公路连续箱梁，采用悬浇法施工时，墩顶墩梁临时固结的设计计算思路及现场做法;并就根据现场实际情况，如何选取和优化临时固结结构形式做了简单的说明。

标签：连续箱梁;临时固结（支座）;设计;计算;应用优化一、工程簡介本工程为××铁路客运专线××铁路特大桥跨××高速公路双线连续梁。

设计目标时速200km/h，结构形式为60m+100m+60m预应力连续箱梁，总长221.5m。

采用挂篮悬臂浇筑法施工。

按施工顺序共划分为51个梁段，各节段长度及混凝土体积见下表（图）。

0#块梁高为7.5m，边跨现浇段及跨中梁高均为4.5m。

连续梁节段参数表二、现场采用的临时固结措施现场墩顶墩梁临时固结采用HRB335Ф32钢筋和C50混凝土设置，每墩采用308根Ф32钢筋，每根长337.2cm，混凝土截面尺寸采用0.6m*2.3m，每墩4个，具体布置形式见下图。

在临时固结混凝土与墩顶及梁底接触面上铺设塑料膜或油毡作为隔离层，便于临时固结拆除。

若条件许可，可以在临时固结顶、底面处，或中间设置厚5～10cm的硫磺砂浆，预埋电阻丝以便于拆除。

三、设计计算说明设计给定的不平衡弯矩为68000KN·m，相应支反力为60000KN。

首先根据现场实际情况计算不同工况下的不平衡弯矩，及相应支反力，验算设计给定值是否满足要求。

若墩顶临时固结采用HRB335Ф32钢筋和C50混凝土，每墩临时固结需要的钢筋数量、长度，混凝土截面尺寸等参数，通过选取的最大不平衡弯矩和反力确定，最后考虑一定的安全系数后，根据现场实际情况，最终确定临时固结措施的各项参数。

连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算摘要：临时固结抗倾覆结构设计方案是连续梁施工的核心，为了确保施工安全和施工质量，本文就连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算问题进行了详细的阐述。

关键词：悬浇连续梁；临时固结抗倾覆机构设计；计算一、工程背景1、预应力混凝土连续梁由于桥型美观、跨度适用范围大、桥位现场条件要求低等优点，已广泛应用于我国铁路、公路及城市高架桥梁工程中。

悬臂法施工是连续来那个常见的一种施工方法，该法在高桥墩、大跨度及跨河、跨路等情况的施工中显示出独特的优势。

2、在连续梁悬臂施工中，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，但在实际施工中可能会出现不平衡荷载及一些极端情况的发生，为了克服施工中可能出现的不平衡荷载的影响，确保梁体结构的稳定、完全，需要对墩、梁之间实施临时固结。

而大多临时固结设计中要么过于保守，造成不必要的浪费，要么设计不合理，给结构造成了安全隐患；所以，针对实际工程情况，提出较为合理的临时锚固方案，可以确保工程的质量同时避免材料的浪费。

3、在墩顶上设置墩梁临时固结。

临时固结方案采用钢筋混凝土支座，根据倾覆计算结果，在最大倾覆荷载下，临时支座均为受压状态，无需锚固。

二、临时固结体系检算1、强度计算(1)锚筋抗拉强度值计算。

按照《混凝土结构设计规范》,普通Ⅱ级钢筋(ＨＲＢ335)抗拉强度设计值为300ＭＰａ,单根Υ32锚筋抗拉力设计值为Ｆ=σＡ=300×103×8.04×10-4=241.2ｋＮ,一束锚筋抗拉力设计值为:Ｆ=3×241.2=723.6ｋＮ;考虑实际受力时的不均匀及其他不利因素,计算时取安全系数为2,一束Υ32锚筋抗拉力取值为Ｆ=723.62=361.8ｋＮ。

(2)锚筋抗拉力矩计算。

梁体倾覆时支点取在临时支座中心线处,则受力锚筋抗拉力臂为3.5ｍ(临时支座中心线至锚筋的最大距离)。

则锚筋抗拉力矩计算为: Ｍ=(361.8×3.5×15)×2=37989ｋＮ·ｍ。

PC连续箱梁悬臂施工临时固结的计算分析摘要：结合工程实例，提出了PC连续箱梁悬臂施工过程中不平衡力矩的计算工况和计算方法，介绍了合理有效的临时固结措施以及所选固结方法的强度和稳定性验算。

关键词：连续箱梁；悬臂施工；临时固结；分析Abstract：With an example, the PC continuous box girder cantilever construction process of the unbalanced moment calculation condition and calculation methods, strength and stability checking of the rational and effective temporary consolidation measures and the selected consolidation method.Key words: continuous box girder; cantilever construction; temporary consolidation; analysis中图分类号：U448.21+4 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）PC连续箱梁在块体悬浇施工过程中，由于各种偶然因素，会出现对称于主墩中线两边的荷载不平衡，在墩顶位置产生不平衡弯矩，会对箱梁的稳定形成威胁，因此，在开始挂篮悬浇施工前对连续梁中墩设临时固结。

墩梁固结是悬浇箱梁施工中的一个关键环节，是影响施工质量的一个重要因素。

墩梁固结设在0#块，在边跨合拢后拆除。

现常用的两种临时固结方法为在永久支座两侧设临时支座并在其中设锚筋和在主墩两侧设临时钢管支撑（钢管中填充混凝土）或钢筋混凝土立柱并在其中设置拉筋。

前者设置、拆除均简单且费用经济，适合小跨度的PC连续梁。

后者设置、拆除均复杂且费用较高，适合按前者设置满足不了要求的大跨度的PC连续梁。

某特大桥连续梁墩梁临时固结设计方案与检算一、工程概况某特大桥连续梁设计方案采用挂篮悬臂浇筑施工工法，为防止挂篮悬臂浇筑过程T构发生倾覆，施工前将T构与墩身进行临时固结。

本桥连续梁45#、46#墩处T构设置临时固结。

本桥连续梁最大悬臂浇筑至10#块，最大悬臂浇筑长度39m（墩中心至10#块端）。

10#节段重量为100.5t。

二、方案设计本连续梁墩梁临时固结采用墩顶四周设置内加精轧螺纹钢的混凝土支墩形式，如图（1），图（2）所示墩梁临时固结平面图（横桥向）单位cm图（1）墩梁临时固结立面图（单位cm）图（2）三、临时固结方案检算按相关施工技术指南和一般设计要求，在悬臂浇筑过程中，永久支座视为不受力，按临时固结结构承受悬浇荷载和不平衡倾覆弯矩。

临时固结抗倾覆荷载：设计图纸给出各中墩采取临时锚固措施，临时锚固措施应能承受中支点处最大不平衡弯矩40556KN.m及相应竖向支反力33916KN。

为更加安全起见，按照施工中的极端不利因素对临时锚固措施进行检算，考虑施工中最不利倾覆工况是悬浇最后一节段（10#节段）刚好浇筑完成的同时，砼连同挂篮发生倾覆。

这种工况的倾覆弯矩更安全于设计提供值。

本连续梁一套菱形挂篮重为70t ，每一主墩悬臂浇筑砼重量为3395.6t （包括0#块）。

最大支反力N=34656KN ，最大不平衡弯矩为M=（1005+350）KN ×39m=52845KN.m临时固结墩的反力如图（3）所示，假设为R1、R2图（3）根据力及力矩平衡方程R1+R2=NLR2=M+LR1解得： R2=L2M NL R1=L2M -NL临时固结墩受力简图 （单位cm）MM注：计算结果中的力若为负号，表示与图中所假设的力的方向相反。

即正号为受压的支撑力，负号为支座受拉力。

计算得：R1= -1149.3KN （负号表示支座受拉力，需要设置锚固钢筋） R2=35805.3KN①临时固结墩抗压强度检算：单侧临时支墩混凝土承压面积为：A1=1.68m2 最大支撑侧混凝土平均压应力A12R 1=σ=21.3Mpa ②临时固结墩抗倾覆检算：单侧临时支墩精轧螺纹钢的受拉面积为：A2=17676mm2 按相关规范抗倾覆安全系数去K=1.5 受拉侧的拉应力：A21R 2=σ=65Mpa<650pa/1.5=433MPa 直径25mm 精轧螺纹钢抗拉强度设计值fpd=650MPa③临时固结墩锚固钢筋锚固长度计算：依据《桥梁设计手册》，最小锚固长度la=30d=75cm ，本设计符合要求。