宋祖广

摘    要：体外预应力临时固结具有施工简便、受力模型明确等优点，可以作为常规墩柱固结的补充方案，本文以体外预应力临时固结方案在某连续梁桥施工中的成功应用为例，阐述其在实际运用中的施工控制方法，以作为类似项目施工的参考。

关健词：体外预应力;临时固结;连续梁桥;施工

1  引言

某连续梁桥主桥主墩基础采用Φ900mm钢管桩，边墩基础采用Φ600mmPHC管桩，墩身采用矩形双柱式薄壁墩，高度为10m左右。主桥上部结构为双幅四跨单箱单室三向预应力砼变截面连续箱梁，四跨布置为69m+120m+120m+69m，单幅箱顶宽16m，箱底宽7.5m，箱梁根部高7m。

2  临时固结荷载设计

临时固结的设计计算是根据有关资料和设计规范，并参考类似工程的施工经验进行施工验算，主要荷载组合包括：（1）悬浇梁段结构自重偏差，一侧悬壁静载增加3%，另一侧悬臂静载减少3%。（2）施工期临时荷载，一侧堆载的材料、机具按10kN/m计，另一侧空载。（3）挂篮和施工机具的动力系数，一侧采用1.2，另一侧采用0.8。（4）最后一段悬臂梁段不同步施工，另一侧空载。（5）最大悬臂时，一端有向上的风载，另一端无风载。

3  临时固结结构设计

临时固结由三部分组成：第一部分是在墩身两侧分别设两根140×100cm钢筋混凝土立柱，混凝土为C40，两根立柱横向用系梁连接，立柱与承台以及箱梁均用[Φ]25锚筋连接;第二部分是在墩顶与箱梁之间设8个抗剪构件，以抵抗合龙时温度内力使主梁与墩身不发生位移，同时使梁与墩身不固结，抗剪构件由上下两块钢板以及100×200mm剪力销组成，下钢板开槽口，剪力销与上钢板焊接，插入在槽口中，抗剪构件在厂内加工并装配好，抗剪构件与墩身和箱梁均通过锚筋连接;第三部分是为了使临时支墩抵抗最不利状态下的不平衡荷载，每个临时支墩采取施加体外预应力的措施增补400T预压荷载。

4  体外预应力设计

体外预应力采用[Φ]32 JL785级高强精轧螺纹钢实现，单根精轧螺纹钢设计张拉力为500kN。预应力筋采用植筋技术植入承台内，植入深度为1.5m。植入筋采用保力特锚固剂与承台锚固，锚孔直径为[Φ]65mm，锚孔深度为1.5m。

保力特MG系列工程锚固剂的性能如下：

（1）锚固剂与母体间的粘结强度为3.0MPa。

（2）锚固剂与杆件间的粘结强度为4.9MPa。

（3）锚固剂粘结强度的安全系数为2.2。

按锚固剂与母体间的粘结强度计算：

钻孔孔径[Φ]65mm，深度为l =1500mm，粘结强度τn=3.0MPa。

则：

N=π·D·l·τn=π×65×1500×3.0=918.9kN>500kN

按锚固剂与杆件粘结强度计算：

锚固剂与杆件间粘结强度τn为4.9MPa，锚固长度为l =1500mm。

则：

N=π·D·l·τn =π×32×1500×4.9=738.9kN>500kN

从以上计算可知：锚固剂与母体间的粘结强度大于锚固剂与杆件之间的粘结力，是安全的。

5  临时固结施工

在承台和墩身施工时按照设计位置预埋临时锚固钢筋。墩身施工完毕后在墩顶施工砼临时垫块，临时垫块采用普通C50混凝土，施工时安装抗剪构件。

临时支撑立柱及系梁是在承台施工时预埋锚筋（[Φ]25），0#块支架搭设前立模浇筑，立柱顶与箱梁用2mm钢板隔离，减小立柱凿除后的梁底修补面，以保证箱梁混凝土的外观质量。

体外预应力锚固采用钻孔灌浆锚固工艺，施工流程主要为：

测量定位→钻孔→清孔→灌浆、植筋→张拉（达到强度后，張拉至设计吨位）。

首先按照设计位置在承台上定出孔位。根据计算锚孔直径为[Φ]65mm，施工时采用[Φ]65mm的钻头用电锤钻进行钻孔，钻孔深度为1.5m。钻进过程中，严格控制孔的倾斜度。成孔后用钢尺量深，确保实际锚固深度达到设计要求。

钻孔完毕后，用专用清孔器清孔，确保孔内清洁干燥。清孔须彻底，并派专人检查。

清孔完毕后，用专用注射器，将粘结剂灌入孔中。灌孔时，从孔的底部开始灌注，填充量约为填满孔的2/3，然后插入精轧螺纹钢。在插入钢筋时，需将钢筋对直，并使有一些胶浆溢出，确保完全填满整个孔道。

在植入筋施工前，在承台内的其他部位做植入筋试验和抗拔试验，以充分掌握植入筋的施工工艺和检验植入筋的各种力学性能。

在箱梁顶面设置C50钢筋砼垫石，垫石内设局部承压钢筋网片，垫石顶铺δ=20mm承压钢板。主梁采用双拼HM450[×]300型钢。为了增强梁体的抗剪性能，在梁体每个腹板内增设[Φ]25Ⅱ级钢筋做为腹板补强钢筋。

待粘结剂固化后，再施加预应力。固化时间可参考表1。

施加预应力时，采用2台YG70型千斤顶在箱梁两端对称张拉，单根精轧螺纹钢的张拉吨位为500kN，并且在8#块和13#块施工前，进行复拉。

6  临时固结解除

中墩临时固结在两边跨合龙并张拉连续束后解除。

结构体系转换是主梁施工的关键环节，进行体系转换时要均匀、对称进行，具体施工要点如下。

（1）体系转换前需对全桥测量控制点进行联测，对应力测试元件进行数据采集，在体系转换过程中进行高程跟踪观测（包括支座沉降观测）。

（2）临时固结分墩顶抗剪构件、支撑立柱两部分，解除时先解除支撑立柱混凝土及锚固钢筋，后解除墩顶临时支座垫块及锚固钢筋。

（3）抗剪构件解除是采用气割削除剪力销与垫板连接焊缝，使剪力销落下，支撑立柱解除方法是采用凿岩机钻排孔与风镐破除的方法施工。

7  施工注意事项

（1）锚孔需精确定位。

（2）清孔须彻底，以防清孔不干净而导致锚固力不够。

（3）施加预应力时，应对称进行。

8  结语

与通常选用的围堰方案如钢板桩围堰相比，钢管桩围堰具有刚度大，止水效果好，有效的保证了施工安全，且锁口钢管桩可反复使用，部分项目中拆除后可作为后续施工支架等材料，综合经济成本较低，本桥施工监测结果表明，采用该方案有效的保证了施工需要，并且经济合理，对以后的施工具有借鉴意义。

参考文献：

[1] JTJF 50-2011.公路桥涵施工技术规范[S].

[2] 向中富，邹毅松，杨寿忠.桥梁施工工程师手册[M].北京：人民交通出版社，2011.

[3] 田克平.《公路桥涵施工技术规范》实施手册[M].北京：人民交通出版社，2002.