1浙江交工集团股份有限公司 浙江杭州 310051 2浙江交工路桥建设有限公司 浙江杭州 310051
摘要：杭甬复线宁波段一期澥浦互通澥浦互通A、B匝道桥均有1联为（60+108+108+60）m变截面连续箱梁，且连续梁位于曲线上。临时固结设计既要满足抗倾覆稳定性要求，又要考虑曲线梁对临时结构的扭矩等。本次采用体外固结+体内固结的方式，实现了成本可控，安全可靠的目标。本次简述其设计流程和主要技术要求，供类似项目借鉴。
关键词：匝道；连续梁；临时固结；
1基础资料收集
设计临时固结前，需要逐项分析相关的永久结构（包括承台、墩柱和主梁）尺寸及相对位置关系、荷载、平面空间、预埋件和搭接件、现有道路保通安全防护措施等要求。本次收集资料主要信息简述如下：
1.1主桥信息
主桥位于曲线段（R=1000m）[1]，梁高3.0m~6.5m，最大墩高12m。主梁为单箱单室，梁底宽6.5m，主墩底部尺寸为5.5m×2.8m，承台平面尺寸9.3×9.3m。
变高连续箱梁顶板宽9.8m，底板宽5.5m。跨中梁高3.0m，根部梁高6.5m。箱梁翼缘悬臂2.15m，悬臂端部厚度20cm，悬臂根部厚度70cm。箱梁顶板厚度均为28cm。跨中箱梁截面腹板厚55cm，底板厚30cm；根部箱梁截面腹板厚100cm，底板厚125cm。
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图2.1 1跨中处箱梁断面图 图2.1 1根部箱梁断面图
本桥采用挂篮悬臂浇筑施工，主梁采用先对称悬臂浇筑边、中跨梁段——合龙中跨——合龙边跨——拆除临时固结的施工顺序。
主梁节段划分28种，0号梁段为中墩顶支架现浇段，1~12号梁段为中跨挂篮悬臂浇筑段，1’~12’号梁段为边跨挂篮悬臂浇筑段。0号梁段长12m，1~4、1’~4’号梁段长3.25m，5~8、5’~8’号梁段长4m，9~12、9’~12’号梁段长4.5m，边、中跨合拢段长2m，边跨现浇段长4.91m。
地处宁波慈溪，最大台风十分钟平均风速34.3m/s。
1.2工况分析
根据设计图纸中要求考虑的不平衡荷载及类似项目经验，本次考虑最不利工况为：
工况一，12号、12’号节段浇筑完成后，遭遇台风，中间跨的12号节段及挂篮同时掉落。
1.3恒载
在本工程中，以0#块横桥向中心线为x轴，0#块纵桥向中心线为y轴，建立坐标系，并计算力臂Rx、Ry。经过分析，临时固定支座需要抵抗的最大不平衡力矩考虑为：最大悬臂状态下，中间跨挂篮和12#块坠落引起的不平衡力矩。
1.4活载
1）施工人员及设备：2.5kN/m2
2）竖向风荷载：重现期为10年，风荷载按照《公路桥梁抗风设计规范》[2]计算：
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（5-19）
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（5-21）
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（5-22）
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（公式5.2.1）
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（公式4.2.6-2）
式中，CV为主梁竖向（升力）系数，规范中未给出计算公式，参照BS5400规范，取CV=0.4；基本风速U10，取该项目设计文件中的最大台风十分钟平均风速34.3m/s；
通过以上公式及数据计算得风荷载：Fv=3202.8N/m≈3.20kN/m。
2 方案讨论
拟采用的结构形式：1）体内固结，墩顶临时支座及配筋；2）落地钢管立柱/三角托架；3）体内固结+体外固结。
由于不平衡弯矩较大，体内固结方案无法使用。落地钢管立柱方案，需要灌注钢管混凝土，才能满足支反力要求，但浪费钢管，且钢管砼不便于运输，处理。本次采用方案三。结合到场的材料和试算结果，拟定方案如下：
临时支撑钢管采用4根φ800×16mm钢管，纵桥向钢管距离桥墩中心线3.9m，横桥向钢管间距为4.3m（原0#块现浇支架），在每根钢管柱内部设置9根φ32、PSB930精轧螺纹钢，墩顶设置2块混凝土块临时支座。如下图所示：
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图4.1 1临时支撑立面图 图4.1 2临时支撑平面图
3 结构设计计算
在悬浇过程中，视为永久支座不受力，按临时固结结构承担悬浇梁全部荷载和最大倾覆弯矩设计。
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表7.1 1在工况一基本组合下，临时支撑反力（单位：kN）
因主桥处于曲线段，临时固结体系验算采用MidasCivil进行整体建模计算，计算支反力、钢管支撑稳定性、精轧螺纹钢的强度和锚固长度以及临时支座的强度。实际设计过程中，还需考虑钢管立柱预埋件（承台顶、主梁梁底）的抗拔验算等，限于篇幅，此处不再讨论。
3.1建立模型
假设主梁、墩柱和承台为刚体，钢管立柱和墩顶临时支座为弹性体，主梁在不平衡荷载作用下的旋转中心与永久支座中轴线在同一条直线上。
建立空间整体模型，使用梁单元模拟主梁和螺旋钢管立柱，忽略墩柱单元。钢管柱顶与主梁采用刚性连接，临时固定支座按只受压支撑考虑。并加载施工荷载、风荷载。
其中广义胡克定律整理可得，弹性系数为k=ES/l，计算可得临时支座的弹性系数kc=42900kN/mm。临时支座只受压连接的弹性取42900kN/mm。
3.2竖向临时固结支反力
经计算，钢管柱倾覆侧受压，最大压力为4281.3kN，抗倾覆侧受拉最大拉力为3090.1kN。偏安全考虑，压力由钢管柱承担，拉力由钢管柱内精轧螺纹钢承担。
临时支座受压，最大压力为34673.4kN。
3.3钢管φ800×16mm稳定性验算
不考虑平联的侧向约束能力，按照一端铰接、一端固定，β=0.7，立柱最大长度为9m，计算长度取0.7l=6300mm。
据《钢结构设计标准》[3]第8.2.4，进行压弯构件稳定性验算：
经过计算，
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=0.68<1.0，满足规范要求。
3.4精轧螺纹钢
3.4.1强度验算
每根钢管内布置9根φ32mm、PSB930精轧螺纹钢。同一侧布置2根钢管，每根钢管布置9根，精轧螺纹钢所能承受的总拉力为：
F=2×9×770×π×162N=11141.2kN>3090.1kN，满足要求，安全系数大于2。
3.4.2锚固长度
箱梁混凝土为C55，承台混凝为C35，以充分利用钢筋的抗拉强度计算。根据《混凝土结构设计规范》[4]第8.3条计算锚筋的锚固长度：
直锚筋基本长度：
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直锚筋锚固长度：
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，取锚固长度为2500mm。
3.5临时支座强度验算
临时支座沿主墩垫石顺桥向两侧各布置两个宽55cm、长550cm的C50钢筋混凝土临时支座。根据《混凝土结构设计规范》混凝土所能承受最大的最大压力为：
F=0.9×5500×550×23.1N=62889.75kN >34673.4kN，满足要求。
根据上述计算结果得到，临时固结体系满足要求，
4 小结与建议
1）曲线桥上连续梁0#块所采用的“体内固结+体外固结”的临时固结体系，受力明确，在施工过程中同样能够能保证工程的施工安全和质量。
2）临时固结体系，经过计算符合要求并绘制好结构布置图后，应与施工班组、环保安全部门和机料部门一起讨论。沟通内容主要包括结构的合理性、加工难易程度、材料、安全风险源，也是高效的技术交底过程。
3）临时固结的设计需要和相关的施工方案相协调，尤其要注意0#块现浇支架设计和挂篮悬浇方案对临时固结设施的影响。
参考文献：
[1] 浙江省交通规划设计研究院有限公司．杭甬高速复线宁波段一期工程两阶段施工图设计》[Z]．杭州：2019；
[2] JTG/T 3360-01-2018，《公路桥梁抗风设计规范》[S]；
[3] GB 50017-2017，钢结构设计标准[S]；
[4] GB 50010-2010，混凝土结构设计规范[S]。