悬浇梁0#段托架的几种形式及砼防裂措施.doc

悬浇梁0＃段托架的几种形式及砼防裂措施
潘建标
（福建省交通规划设计院，福州　350004）
摘　要：根据施工实践对0＃节段的托架形式，临时支座，以及0＃节段高标号砼施工中防裂措施等技术难点归纳和整理，共同行参考
关键词：悬浇梁　托架　临时支座　防裂　施工

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悬浇梁桥0＃节段施工是箱梁悬臂浇筑法施工的首道工序。由于0＃节段砼体积大，钢筋、波纹管交错密集，结构受力复杂，是箱梁悬臂浇筑法施工周期最长，施工技术难度最大的一个节段。依据施工实践，对0＃节段的托架形式、临时支座、以及0＃段高标号砼的防裂措施等技术难点进行归纳整理，共同行参考。
1 箱梁0＃节段托架的几种形式
在悬浇箱梁施工中，0＃节段施工完毕之后，才能在0＃节段顶面安装挂篮，实施其它节段的挂篮悬臂浇筑法施工，所以箱梁0＃节段不能利用挂篮施工，需设置临时托架作为支撑系统来完成0＃节段的施工。临时支撑的作用：一是作为0＃节段施工的作业平台和受力支撑结构；二是在有支座的预应力连续梁悬臂浇筑法施工时，临时支撑可以承受悬浇过程中产生的部分不平衡弯矩。临时托架形式的选择与桥梁的结构形式（有无支座）、桥墩高度、河床条件（是否有条件做到落地支架）、经济合理的器材等诸因素有关。下面以桥墩的高度分类，介绍几种临时托架的结构形式。
适用于低桥墩的几种托架形式（落地式）
当桥墩高度＜20m，有条件安装落地支架时，可才用下列形式。
（1）钢管砼斜撑式托架（如图1）；
（2）钢管砼立柱式托架（如图2）；
（3）落地扇形式托架（如图3）；
（4）落地门架式托架（如图4）；
（5）军用墩拼装式托架（如图5）。
适用于高桥墩的几种托架形式（悬臂式）
当桥墩高度＞20m或桥下有水时，难以采用落地式支架，则可采用悬臂式托架，悬臂式托架有以下几种形式：（1）悬臂扇形式托架（如图6），（2）悬臂三角式托架（如图7），
（3）悬臂平台式托架（如图8）。
适用于连续梁的几种托架形式
当桥墩与主梁的结合采用铰结（有支座）时，墩顶宽度较小，临时支座的固结设计无法承受悬臂施工过程中产生的部分不平衡弯矩时，这时的临时托架不仅作为0＃段施工的支撑结构，而且还要承受悬臂施工过程产生的部分不平衡弯矩。可以采用以下几种形式：
（1）钢管砼斜撑式托架（如图9），
（2）钢管砼立柱托架（如图10）。
2 临时支座及固结措施
桥墩与箱梁的连结有两种形式，一是墩梁固结（刚构），桥墩与箱梁连成一体；二是墩梁铰结（连续梁），桥墩与箱梁通过支座连接。当墩梁采用铰结连接时，在箱梁施工前需设置临时支座和临时固结措施。
（1） 临时固结措施
　临时固结措施的作用是承受悬臂施工中产生的不平衡弯矩，下端埋在墩身上，上部锚固在箱梁腹板内（如图11）。
锚杆的数量由施工弯矩计算确定。
（2） 临时支座
　临时支座和临时固结措施是共同发挥作用的。临时支座的另一重要作用是保护永久支座免遭不平衡弯矩作用而破坏，因为悬臂施工过程中不平衡弯矩所产生的竖向力，有可能大于永久支座的设计承载力。临时支座（如图11）为便于拆除，自上而下第三层设计为硫磺砂浆砼层，其中间平行预埋电阻丝；第二、第四层为C40级砼，考虑其整体性在第二层设钢筋笼、第四层布一钢筋网，顶面放一层δ＝0.3mm镀锌铁皮隔板，使临时支座与箱梁隔开。设置硫磺砂浆层并预埋电阻丝，是为了以后拆除时通电熔化，方便拆除。
3 1＃～1`＃节段的吊架形式
有的箱梁0＃节段的长度设计较短，不能满足挂篮安装长度的要求，这时则要先进行1＃～1`＃节段的施工，以创造足构的挂篮安装作业空间。1＃～1`＃节段的施工可以在0＃段的托架上完成（在0＃段的托架上预先留出1＃～1`＃节段的施工位置），还可以利用“吊架”施工。所谓“吊架”施工，就是在已完成的0＃节段砼梁体上安装“悬吊系统”；实施1＃、1`＃节段的悬吊施工。如图12所示，为利用有菱形挂篮的主构件拼装而成的1＃～1`＃节段悬吊施工系统。
4 临时托架的检算要要点
荷载的确定
（1） 竖向荷载：0＃段梁体自重；模板、平台、托架自重；施工荷载、临时设计荷载。（2）水平荷载：施工中振动冲击荷载，不均匀荷载，施工误差，风力，流水压力等。（3）特殊荷载：施工中可能发生的荷载对支架的作用，如砼浇筑时因跑模而引起的水平力，非对称浇筑砼时的偏心力等。
托架的检算
（1）各杆件的受力分析与检算；（2）预埋于墩身的预埋件的承重、抗剪验算；（3）节点板、螺栓的承压、抗剪验算；（4）托架的整体稳定验算；（5）对永久性桥墩的结构稳定验算；（6）预埋件传力对桥墩局部受力的验算；（7）悬臂施工各阶段受力对临时支座、临时固结措施的结构受力验算。
5　0＃节段高标号砼施工的防裂措施
引起箱梁裂缝的原因是极为复杂的，主要可分为两大类，即外荷载作用引起和内应力变形作用引起。国内外大量调查说明，由于变形荷载引起的裂缝约占80％以上。变形荷载主要包括：气温（日温差）、生产热源、水泥的水化热引起的温度变形作用；湿度变形作用（收缩和彭胀变形）；地基和托架的非弹性不均匀变形作用（水平或竖直变形）等。如何控制砼变形作用产生的裂缝，提高结构的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能，是0＃节段砼需要解决的一个关键问题。根据实践经验，控制0＃节段高标号砼裂缝应着重抓好以下几点：
5.1 消除托架的非弹性变形
托架安装后，进行加载实验。按照0＃段施工时产生的竖向等效荷载的1.3倍进行预压，消除地基和托架结构的非弹性变形，检验托架的安全度，避免因地基和托架变形而使箱梁砼开裂。
5.2 过人洞防裂
多数0＃段的端隔墙在施工后出现过明显裂纹，建议在过人洞横隔墙上设预应力束，在过人洞的两侧各1m范围内加设钢筋网，可以基本消除端隔墙上的裂纹。
5.3 构造钢筋的控制
在全预应力箱梁纵向构造钢筋设计中，往往没有考虑拉力的作用，常用直径10～12mm的光面钢筋作为构造钢筋。由于箱梁的体积大、结构复杂，在预应力施加前，小直径光面钢筋难以克服砼的温度应力，而使砼出现裂缝。在实际操作中，将光面钢筋改为螺纹钢筋，以克服内应力产生的裂缝。
5.4 在高温天气浇筑0＃段砼时，为了克服砼的温度应力，避免产生裂缝，可以采取以下措施：
（1）在不改变砼强度的前提下，降低水灰比，采用高效减剂、减少水的用量，降低水化热。（2）用冷水喷洒碎石降温。（3）在波纹管内灌注循环水散热。（4）加强草袋子复盖、凉水养护。
5.5　低温天气施工防裂
在低温天气进行0＃段砼时，为减少砼的温度应力，避免产生裂缝，要严格按照砼冬季施工规范办理，确保砼内外温差不大于15°C，并推迟拆模时间。
5.6　有利于整体变形的一次性砼浇筑工艺
0＃块分成二次或三次浇筑成型，其优点是施工方便、托架一次性受力小，但对砼的裂缝控制不利。例如先浇筑底板、再浇筑腹板的二次成型工艺，常会产生腹板竖向裂缝。
0＃段砼一次浇筑成型，而且从拌和、运输、入模、浇筑全过程快速完成，使0＃段形成整体，从而使0＃段在变形上整体化，避免产生竖向裂缝。
6　结束语
　　由于本文所术的内容为部分悬浇箱梁的经验和体会，存在有较大的局限性，针对文中的内容，若有不同意见，或认为不妥之处，敬请指正，以供与同行们交流讨论。