神府高速公路桥梁临时支座设置研究

Setting of Temporary Support of Bridges in Shenfu Freeway

Ma Xiaohua

（The Second Engineering Co.，Ltd. of China Railway Seventh Group，Xi'an 710032，China）

摘要：公路桥梁施工中，经常遇到先简支，后连续这样的体系转换问题，这就涉及到简支阶段的临时支座设计、使用以及拆除。本文通过实例对临时支座控制预留沉降量、临时支座与垫石的位置关系、支座各部位受力安全、永久支座和临时支座处于同一高程、泄砂孔的螺母螺栓匹配等因素进行了研究，提出了该过程的相关技术控制思路和方法，为对同类工程提供借鉴。

Abstract: In the construction of roads and bridges, we often encountered system conversion problem of simple support first and continuous after, which involves in setting, use and demolition of temporary support in simple support phase. In this paper, the factors are studied through examples, such as, control of future settlement of temporary support, location relationship between temporary support and the pad stone, safe force bearing of the various parts, permanent support and temporary support at the same elevation, nuts bolt of sand drain holes matching, and so on. The ideas and methods of related technical control of the process are proposed, in order to provide reference for similar projects.

关键词：桥梁 临时支座 设置

Key words: bridge；temporary support；setting

中图分类号：U44文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）14-0109-02

1工程概况

高速公路中，许多桥梁上部结构设计是先简支，后连续。这种结构的支座部分因设计人员的设计理念和习惯不同而不同。神（木）～府（谷）高速公路是由中交第一公路勘察设计研究院有限公司设计的项目，第四合同段所有六座桥梁设计跨度均为25米，先简支，后连续（3～4孔一联），永久支座的形式如图1（箱梁连续端支座）。

设计图中给出了临时支座和永久支座的几何位置关系，但是没有指定临时支座的几何尺寸。只是要求永久支座和临时支座必须处于同一高度，在负弯矩钢束张拉以前，不得使永久支座受力。工程实践中，临时支座的形状及材料有多种选择，比选后我们确定采用圆柱状。结构尺寸如图2。

2支座结构尺寸确定因素

选择图2的结构尺寸基于如下考虑：经市场调查，能够就近购买的钢管中Ф152mm（外套管）Ф133mm比较匹配（壁厚均为5mm），组合以后，内套管和外套管之间的间隙为 4.5mm。从理论上讲，内外套管之间没有间隙时组合后的临时支座承载以后，内部的砂子受力压缩时就不存在上溢现象。这样，便于控制预留沉降量。但是，支座的组合过程和今后拆除时需要这个间隙，否则，现场施工控制难度大。临时支座的顶面要求处于水平面位置。这个坡度调整就需要通过外套筒内的砂子来实现，临时支座受载以后的几何状态如图3。

第二个涉及支座外型尺寸的控制因素是临时支座与垫石的位置关系。从承载力角度考虑，当然是临时支座的结构尺寸越大，支座及盖梁砼所承受的压应力越小，体系越安全。同时，支座尺寸越大，上部的箱梁越稳，但是却又受到支座垫石与盖梁存在高差这个问题的限制，所以临时支座的外形不能太大，这就需要根据盖梁的几何尺寸进行选定，其结构尺寸如图4。

按上述结构尺寸设计布置支座，距离支座垫石边缘有5cm的间隔，距离盖梁的外边缘有15cm，这个尺寸满足支座的摆放要求。

3支座各部位受力状况分析

支座各部位的受力状况涉及三个方面，一是盖梁，二是支座本身，三是梁体。盖梁设计标号是C30，支座垫石设计标号是C50，临时支座中填充的砼是C50，梁体砼设计标号是C50，支座的结构尺寸应满足在最大荷载状况下，盖梁、梁体和支座内的填充砼不被破坏。

首先分析几个不同的加载状态，一是第一片梁就位时单个支座的载荷，二是架桥机过孔时单个支座的载荷，三是架桥机过孔以后架设前方一跨时单个支座的载荷，四是施工桥面湿接缝和临时通车阶段（如桥面通过钢筋运输车、砼灌车、运梁车等）单个支座的载荷，比较以后取单个支座的最大载荷分别对盖梁、梁体、进行验算。而支座本身则通过万能试验机实际加载进行验证。综合分析的结果是，单个支座载荷为66T，这样盖梁和箱梁砼承受的压应力分别是：

σmax1=66×1000kg/（0.25πD2）=320.2kg/cm2

σmax1=66×1000kg/（0.25πD2）=410.94kg/cm2

上述计算结果验证了选定的临时支座外型尺寸在使用时不会对盖梁和主梁砼带来伤害。

4内腔填砂的沉降量分析

前面已经提到设计要求永久支座和临时支座在体系转换时处于同一高度。两跨梁之间的现浇段浇注完毕，负弯矩钢束张拉以后，两跨梁就变成了一个刚性体，拆除临时支座使永久支座受力这个过程中如果下落高度过大，则可能使梁体下部出现裂缝或给结构增加一个无法消除的内部应力，这对结构物的使用不利。同时，如果在简支过程中沉降量过大，则可能使永久支座安装出现困难，给施工带来麻烦。反复分析后，我们选取了10个支座，按照现场实际装填高度装填细砂（孔径2mm筛子筛选）。采用三级加载，实测压实变形量和变形率。实验数据如表1。

表1中三级加载数值确定分别是梁片就位后，架桥机空载过孔和架设前孔过程中支座所负担的载荷。不难看出，加载19（T）和加载66（T）的高度变化值相差在10mm左右。现场的实际状况是边梁、中梁支座的受力不等，同时边梁或中梁每个支座实际承载也不等。这就为预留砂子的压缩变形值带来困难，反复分析后，我们决定采取如下措施：按设计要求的高度装填细砂子并高出20mm；每一个支座在使用前用万能压力机加载66（T）进行预压。预压以后的支座高度不一定和实际使用时需要的高度完全吻合。需要在使用前进行二次调整，使其高度满足设计提出的“临时支座与永久支座处于同一高度”的要求，现场控制时再让临时支座高于永久支座3～5mm。分析认为，如果进行二次填充，其填充高度不会超过20mm，按表1加载48（T）的变形率推算，松填20mm砂子在支座承载以后可能产生的压缩变形为20×15%=3mm，如果需要抠出已经压实的砂子，则支座受力后的变形应该为零。考虑到盖梁顶面平整度以及安放支座时，盖梁顶面可能有松散残留物，所以现场按3～5mm预留间隙能够满足设计提出的“永久支座和临时支座处于同一高程”这一要求。

另外，体系转换时，抽出临时支座的方法是卸掉堵塞Ф32泄砂孔的螺杆，用铁丝抠动支座腹腔中的砂子，实现支承体系转换。实际在加载66（T）后没有卸载，而是模拟现场的操作方法，打开泄砂孔，用铁线抠动砂子，结果达到了预先的设想。实验还提醒了我们一个细节问题，10个试件中有三个泄砂孔的螺杆与螺母不匹配，螺杆直径略小，结果加载时，螺栓被变形变密的砂子，从螺母中挤出。这一现象提醒我们，泄砂孔的螺母螺栓要求务必匹配。

5结语

确定临时支座结构尺寸是保证桥梁安全顺利施工的关键之一，在确定结构尺寸的过程中，一定要考虑控制预留沉降量、临时支座与垫石的位置关系、支座各部位受力安全、永久支座和临时支座处于同一高程、泄砂孔的螺母螺栓匹配等因素，才能确保支座的安全和质量。

参考文献：

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