临时支座

结构连续梁桥临时支座设置的几种施工方法
摘要:简支梁桥的伸缩缝设置越少越好,因为伸缩缝的损坏维修率较高,所以目前我国简支梁桥一般100~160m左右设置一道伸缩缝,钢筋砼梁桥一般60m以内可以不设伸缩缝。

先简支后连续的设计施工方法是目前较为普遍的一种施工方法,临时支座的设计和施工是牵涉到先简支后结构连续体系转换的关键工作,如何做到既安全又经济、既方便又确保质量,是临时支座制作的首选问题。

隆百高速公路№10~№13标T梁先简支后连续施工的临时支座采用钢砂箱和原木制作的施工成功经验,给大型桥梁临时支座制作和施工提供了很好的经验。

关键词:梁桥钢箱砂筒硫磺砂浆特性支座工艺
0 引言
随着近年基础建设快速发展,桥梁的建设也迅速发展起来,在桥梁设计中,要求计算数据准确无误,文字说明严密紧凑,并且严格遵守“经济、适用、安全、美观”的设计原则,同时应根据现场勘测的实际地形、地貌及地物采取具体的设计与施工方案。

1 设计的硫磺砂浆临时支座
1.1 硫磺砂浆的配合比设计配制硫磺的硬化是冷却时的固化过程,其强度随温度的不同而变化,在20~40℃时其强度最大,和普通砂浆的水化硬化有本质的区别。

考虑到桥梁结构体系转换中使用临时支座的强度要求与可熔性的有机结合,我们设计了四种不同的硫磺砂浆配合比,见表1。

1.2 硫磺砂浆的熬制方法①先将硫磺打成2~5cm的小块,按比例称好分批放入锅中,加热130～150℃熔化,边熔边放边搅,注意防止局部过热,以达到充分脱水的目的。

②硫磺脱水后,分批将已搅拌均匀的130℃烘干细骨料、水泥放入锅中不断搅拌、脱水,混合均匀;注意要严格控制熬制温度,一般为140～170℃,最高不超过180℃,约熬制3~4小时。

③待硫磺砂浆熬制均匀、颜色一致、汽泡完全消失时,先取样检查,以确定其熬制质量,如不符合要求时,应继续熬制,直到合格;④硫磺砂浆质量鉴定,在140℃时,浇入“8”字型抗拉试模中,观察其冷却时应无涌泡、凹陷、不密实、分层现象,将其打断观察,其颈部断面内,肉眼看可见小孔多于五个,说明熬制时间不够,通常延长熬制时间,直到眼见小孔小于或等于五个为止。

1.3 硫磺砂浆的抗压强度按照四种硫磺砂浆的不同配合比,分别制作成试件,测其抗压强度见表2
1.4 硫磺砂浆的固有特性
硫磺砂浆的优异性:硬化快,高早强
通过我们大量的现场模拟试验表明,在温度冷却到110℃以后硫磺砂浆迅速硬化,当降至85℃后硬化基本完成。

其硬化还与成型模板的散热性及外部气温环境有关,一般硬化时间在半小时到两小时不等。

由于硫磺砂浆的冷却固化与普通砂浆的水化硬化有本质的区别。

因此,在不到一天的时间内,就可达到100%的设计抗压强度。

四种不同的配合比所形成的硫磺砂浆的力学性能见表3。

1.5 临时支座的选形我们在现场模拟试验过程中,发现硫磺砂浆在冷却固化过程中,表层会出现局部裂纹。

在排除了熬制时间不够等原因外,分析主要原因是硫磺砂浆的导热性差,内外温差反应大。

在自然环境中试样表层比内部冷却快,表层产生拉应力而内部核心受压应力。

在对比试验中,我们在固定试件受力面积的情况下,最初采用方形预制块,发现其散热性差,不利于硬化过程中的应力分散,加之吊装过程中的不确定性,极易导致临时支座受力不均匀,局部边角产生了断裂和破碎。

后采用圆形预制块,其散热性及均匀受力的概率都比方形预制块大大提高。

方形和圆形预制块的优越性对比见表4。

经过多次试验,硫磺砂浆块做临时支座特性为:强度高,但配制麻烦,经济指标高,尤其安装
后拆除麻烦,块内的电热丝一旦被烧断短路,拆除工作就很麻烦。

鉴于以上缺点,我们在实际施工中没有按设计采用硫磺砂浆块做临时支座。

2 钢箱砂筒临时支座
钢箱砂筒临时支座制作和安装主要考虑钢筒的刚度和装砂的压缩高度,掌握一定级配砂的压缩性能,以便掌握临时支座安装在一定荷载下压缩后的合适高度,是钢箱砂筒临时支座要掌握的最基本技术指标。

2.1 制作如图:
2.2 为防止梁板安装时临时支座下沉过大而导致临时支座定位不准,对后续支座施工造成影响,我们专门组织人员对临时支座进行压力试验,以掌握模拟压力荷载的强度和砂子压缩数据(试验数据详见附表)。

由试验数据可以看出,采用的中砂在松散状态下,最大下沉为62.2mm;捣实状态下,最大下沉为27.1mm。

30mT梁总重76吨,临时支座要求高度为360mm;40mT梁总重120吨,一端重60吨,临时支座要求高度为550mm,安装时要充分考虑压缩量,以保证梁头高度符合永久支座安装高度。

经过多次试压压缩试验,掌握装砂的高度和预留压缩高度,为各种不同荷载(重量)的梁安装临时支座时提供了较为准确的施工数据。

钢箱砂筒临时支座制作简单,操作方便,上下套筒分离,轻便,易于在高空作业搬运、操作、安装。

卸载时只要把下筒的螺丝扭开,把砂子卸出,上顶筒下沉缩下即可以拆除。

钢箱筒可以重复利用。

我们在百色至隆林高速公路№10标段六座大桥30m和40m跨的大梁临时支座安装中,都是采用钢箱砂筒作为临时支座,收到较为理想的技术效果和经济效果。

3 用木方、原木制作临时支座
3.1 木方临时支座的制作及安装为了使临时支座牢固、不下沉,使得临时支座的制作与安装规范化,我们经过多种方案的比选,决定采用木方作为临时支座。

木方必须为较坚硬的木质,并经压力机试压达到设计荷载的1.1倍且24小时不产生压缩变形。

如果梁面上还需架设导轨架桥机,支座的强度还要达到单梁荷载的2.5倍以上才能抵御架桥机和大梁的压力。

一片25mT梁的重量为21.46m3×2.4t/m3+5.7t=57t(混凝土+钢筋),加上临时荷载3t,以每片梁60t作为计算。

根据架桥机的过孔状态计算,架桥机重量的一半加载在第一跨的T梁上,架桥机的总重为95t,即P1=95/2=47.5t;T梁安装时架桥机上吊有一片T梁,P2=60t,两者分别加载在两片已经安装好的T梁上。

梁底每端采用一个方木作为临时支座,承重的两片T梁共四个方木承受荷载,四个方木承受的重量为:P1+P2+2×60t(已安好的两片梁的重量)=47.5+60+60×2=227.5t 每个方木承受的重量为:227.5t/4=56.875t
根据方木临时支座试验结果,15cm×15cm×30cm的方木的承重力为W=710KN,换算成直径为30cm的方木承重力为: 710÷(0.15×0.15)×(3.14×0.15×0.15)÷10=222.94 t 方木的承重安全系数为222.94t/56.875t=3.9倍,远远满足所需求的2.5倍系数。

安装临时支座要进行预压,保证木方顶面水平,这样才能保证T梁落在上面是水平的。

同时用吊锤检查T梁的垂直度,通过垫调端头横隔板的高低来调T梁的垂直度,并尖稳端头横隔板确保T梁的垂直度和稳定性,除此之外还要将横隔板及梁头轴线对齐确保T梁位置的准确性,见下图:
3.2 临时支座安装后有一段时间在施工上构,有的桥梁施工临时支座要支承半年或以上时间,在永久支座没有安装并体系转换之前,要经常检查临时支座是否有变形、倾斜等现象,如有异常要立即进行处理、更换,保证梁体的安装准确性和受力均匀。

3.3 临时支座的拆卸待永久支座安设好、大梁结构连续段钢筋砼浇筑并达到设计强度后(一联孔为一单元)卸拆,纵向对称地用柔锯将木方横向锯断,一般一道锯缝有7~8mm宽左右,如果压缩还很紧,可再锯一次,直至脱离卸下木方。

我们在百色至隆林高速公路№11~№13标22座大桥25m、30m、40mT梁均采用原木或木方做临时支座,材料来源方便,费用低,制作容易,操作简便,安全可靠,并收到很好的技术效果和经济效果,很受施工技术人员的欢迎。

4 结束语
随着“大跨径少跨缝”的设计施工理念,结构连续梁的多孔相联是目前设计施工的主要做法。

这样,寻求解决临时支座的设计与施工简便化也是目前设计和施工技术人员经验总结提高设计和施工水平的重要考虑因素。