硫磺砂浆临时支座在简支转连续梁桥中的应用

摘 要：硫磺砂浆临时支座被广泛应用于梁桥施工中。为了掌握硫磺砂浆临时支座在简支转连续梁桥中的应用情况，结合依托工程，对其应用工艺和效果进行了分析和评价，并总结其在应用中存在的优缺点，为简支转连续梁桥施工时临时支座的选取和应用提供技术参考。

关键词：硫磺砂浆临时支座；简支转连续梁桥；工程应用；优缺点

中图分类号：U44 文献标识码：A

随着我国高等级公路的发展，具有受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、抗震能力强等特点的预应力混凝土连续梁桥成为最富有竞争力的主要桥型之一。简支转连续是连续梁桥施工中较为常见的一种方法，该方法具有可行性高、施工技术难度低、施工质量可靠程度高等特点，并且实现了桥梁施工的工厂化、标准化和装配化，因而，该方法被广泛应用于中、小跨径连续梁桥的施工阶段[1]。在简支转连续梁桥施工中，一般先将简支梁横向整体化后，再进行结构的体系转换[2]。这样的体系转换已属于空间结构转换，体系转换的成败，与临时支座的选取有直接的关系。当正确选取临时支座时，体系转换过程中，结构受力才会均衡，才能达到良好的预期效果；当选取的临时支座与桥梁结构不相符时，结构局部将产生应力集中现象，在应力集中较为严重时，施工结束后，桥梁将会出现局部裂纹或结构损坏，给桥梁的使用带来一定的安全隐患[2，3]。可见，合理选用临时支座，是桥梁结构体系转换工作中的重要步骤，不容忽视。本文结合硫磺砂浆临时支座在昆明绕城高速公路西南段李家营小箱梁大桥体系转换中的应用，对硫磺砂浆临时支座在简支转连续梁桥中的应用进行研究，以期为简支转连续梁桥施工中支座的选取和应用，提供一定的技术参考。

2工程应用

2.1工程简介

李家营小箱梁桥分左右幅，桥型布置为25+23.5+26+25米预应力混凝土小箱梁，全长106.1米。小箱梁高1.4米，底宽1.0米，中梁顶宽2.2米，边梁顶宽2.75米，最大吊装重量约90吨。上部构造为"四跨一联"，施工采用预制吊装，先简支再现浇湿接缝及墩顶连续段，混凝土龄期达到要求后，张拉负弯矩钢绞线，然后拆除临时支座，使体系转换成连续结构。这里要特别指出的是连续箱梁支座构造的特征：连续墩处每片箱梁采用GYZΦ375×90橡胶支座两个，支座上分别设置尺寸为150cm×50cm×2cm的钢板，置于临时支座上箱梁下，在简支时就参与工作。支座构造图见图1。

2.2工程应用

①临时支座的选材

施工时，鉴于四支座空心板在施工时经常出现有角悬空现象，使得临时支座要以小面积承受大荷载，这就要求临时支座应具有体积小、强度高、耐抗磨、易清除等特点，而硫磺砂浆制作的临时支座则能够很好地满足各种要求[4]，因此，选用硫磺砂浆作为临时支座的原材料是非常合适的。

②临时支座的选形

受盖梁宽度小、小箱梁底宽及桥梁斜交角大等因素的影响，临时支座的高度一般较矮，工程中采用尺寸为20cm（顺桥向） ×40cm（横桥向）方形硫磺砂浆预制块，高度和支座厚度均控制为9cm。

③硫磺砂浆临时支座的承载运算和配合比确定

小箱梁的边梁最大吊装重量约为90吨，为了保证施工安全，兼顾其它外荷载作用，选用临时支座的最大承载力以最大吊装重量的三倍进行选取，即270吨[5]。此时，单个支座所承载的重量为270÷4=67.5吨，其硫磺砂浆的最小强度为67.5×103×9.8÷（0.2×0.4）≈8.3MPa。4种不同的硫磺砂浆抗压强度分别为。

为满足经济性和易易熔性要求，施工时选用2#配合比较为合理，此时，临时支座有较大的承载余量。

4）硫磺砂浆临时支座的软化试验

（1）软化方案的选择

硫磺砂浆临时支座的清理方法有人工凿除、乙炔烧化以及预埋电阻丝电热软化等，由于盖梁上操作平台和空间较小，前两种方法较难实施，同时，为了满足体系转换时的下降均匀性和同步性要求，工程中采用预埋电阻丝通电软化的方案。

（2）软化试验

首先将预制块灌注至30mm高度，待其表层初步结晶后，将已定型好的电阻丝均匀布置在其表层，接着浇注到顶。电阻丝应均匀分布，并留有一定的间隙，一般以3～5cm为宜，不宜过近或过远，以防出现短路和产热不均匀。

在2#配比硫磺砂浆预制块中分别预埋800W、1000W、1500W三种不同功率的电阻丝，通以恒定电压220V的交流电，观察软化情况，观测结果见表2。

从表2的数据中，可以看出，预埋1000W电阻丝，软化情况良好，时间下沉值也最为显著。

5）临时支座的安装

硫磺作为施工材料，对温度要求严格，如表3所示，为硫磺粘度随温度的变化情况。

从表3中可以看出，温度低时，其粘度较大，使得混合料难以混拌均匀；当温度高于170℃时，熔融的硫磺粘度较为复杂，变化较无规律。因此硫磺在施工过程中温度应介于115～160℃之间，以易于操作施工。在盖梁上现浇硫磺砂浆临时支座很难控制施工温度，因此，可先在实验室制作硫磺砂浆预制块，在吊装小箱梁前的两到三天时间内，用高标号砂浆将预制块安装在盖梁上，固定后，打磨表面，以保证两个硫磺砂浆临时支座和安装上的橡胶支座处于同一水平面，使得钢板和两种支座紧密相贴。

6）硫磺砂浆临时支座施工中的防毒措施

硫磺砂浆熬制过程中，由于硫磺的受热不均匀或熬制温度不够，可能会产生大量的有毒气体SO2。因此，在熬制过程中，施工人员必须佩带防毒口罩，以防中毒，并应将施工场地布置在通风处。

2.3工程应用效果评价

昆明绕城高速公路西南段李家营小箱梁大桥采用了此项新工艺，保证了结构质量和施工进度，明显提高了项目的经济效益。

3硫磺砂浆临时支座的优缺点

3.1硬化快，高早强

通过大量的试验表明，当温度冷却到110℃以后硫磺砂浆迅速硬化；当温度降至85℃时，硬化基本完成。其硬化快慢与成型模板的散热性和外部气温环境有关，一般在半小时到两小时左右即可完成硬化过程。因此，在不到一天的时间内，临时支座就可达到100%的设计抗压强度。

3.2可熔性好，处理方便

通过在现场砼构件上进行软化试验，可以看出，当温度在20～80℃范围时，硫磺砂浆无软化现象，但当温度超过90℃时，硫磺砂浆出现明显的软化，达到120℃时则完全液化。在盖梁表面涂抹脱模剂，使得液状硫磺砂浆在表面硬化后即可自然分离，以便回收利用，对盖梁没有污染。

3.3 操作简单，经济效益好

硫磺砂浆液化后，由于其具有较高的流动性，使得其可以适应任何形状、尺寸的模板，不会存在操作死角。硫磺砂浆能迅速硬化且强度高，大大节省施工间歇时间，避免人力物力资源的浪费，并且落梁速度快、功效高，在保证施工进度的同时，也产生了较好的经济效益和社会效益。

3.4安全可靠，保证质量

硫磺砂浆临时支座标高控制简单，表面平整度好，不会出现梁体四角有角悬空，体系转换时，结构下降均匀，不会引起结构局部应力增加，从而避免了结构裂缝的产生，有效地保证了结构质量。

3.5污染环境，对人有害

尽管硫磺砂浆在工程特性方面具有较为明显的优势，但由于其化学成分的缘故，其本身具有一定的污染性。在熔化时易污染大气环境、桥梁下部构造物等，产生的废气对施工人员身体健康有害。因此，在施工时，要做好防毒措施。

结语

硫磺砂浆以其强度生成快、操作简单、经济安全和承受重荷载的能力等优点而被广泛用于土木工程的各个领域。本文以硫磺砂浆临时支座在简支转连续梁桥中的应用为例，详细分析和总结了应用技术内容和需要注意的问题，并结合实际，陈述了在应用中的优缺点，对简支转连续梁桥的施工有一定的指导价值。

参考文献

[1]陈炎晓， 田征. 桥梁结构体系转换中临时支座的做法及应用[J].科技信息，2011，（1）：335-335，302.

[2]王宪文， 王国章， 杜安文. 简支转连续桥梁施工中若干问题综述[J].交通世界，2010，（9）：194-195.

[3]陈善勤， 麻文燕. 简支转连续梁桥特点及单（双）支座受力分析[J].重庆交通大学学报（自然科学版）2007，26（B10）：14-17.

[4]程险峰. 硫磺砂浆支座在桥梁结构体系转换中的应用[J].科技资讯，2010，（16）：107-108.

[5]李月霞. 硫磺砂浆临时支座的配制与应用[J].交通世界，2012，（3）：214-215.