文动桥临时支墩检算

文动特大桥
(40+64+40)m连续梁悬浇施工临时支墩计算书
计算：
复核：
室主任：
总工程师：
中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部
2010年7月
目录
一、工程概况 (2)
二、计算依据 (2)
三、计算荷载 (2)
1、荷载工况 (2)
2、荷载参数 (3)
3、工况组合 (3)
四、计算分析 (3)
M (3)
1、各荷载工况对梁顶弯矩
i
2、计算汇总 (5)
3、钢管立柱计算 (5)
3.1 抗倾覆稳定 (5)
3.2 管径厚度比 (5)
3.3 套箍指标θ (6)
3.4 钢管混凝土立柱承载力 (6)
五、结论 (6)
一、工程概况
文官屯动车出入段线特大桥（简称“文动桥”）（40+64+40）m预应力混凝土连续梁桥梁高沿纵向按二次抛物线变化，中支点梁高 5.0m，边支点及跨中梁高3.0m，桥面宽12m，截面采用单箱单室直腹板形式。

主梁采用挂篮双悬臂施工，每侧悬浇段各7段，8#块为2m合拢段，悬浇节段划分如下图所示：
悬浇节段示意图
二、计算依据
1、哈大铁路客专通用设计图—有砟轨道预应力混凝土连续梁（单线）跨度：（40+64+40）m，图号：沈大客专沈枢桥通-01，铁道第三勘察设计院集团有限公司；
2、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）；
3、《混凝土设计规范》（GB 50010-2002）；
4、《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS 28:90 中国工程建设标准化协会标准 1990年）；
5、《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）；
6、《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》（TB10002.4-2005）。

三、计算荷载
1、荷载工况
计算中所考虑荷载工况如下表所示
计算荷载工况表
2、 荷载参数
1) 挂篮、模板及施工机具自重按55t 考虑； 2) 风荷载
根据设计图纸，风荷载按照《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1—2005）第4.4.1条计算，桥上无车时，风荷载强度121400W K K ⨯≤。

式中1K 为风载体型系数，由于梁宽7.32m ，高3~5m ，取梁高4m ，宽高比7.32
1.83 1.54
=
=>，因而取1 1.3K =；式中2K 为风压高度变化系数，14#墩墩身高度约19m ，因而取
2 1.0K =，则风荷载强度2
121400 1.3 1.0140018200.182t
W K K Pa m ⨯=⨯⨯===。

3、 工况组合
将以上各计算荷载组合如下： 1) 工况一：①+②+④； 2) 工况二：①+③+④； 3) 工况三：①+④+⑥； 4) 工况四：①+⑤。

四、 计算分析
计算时均假定左侧倾覆，梁体绕正式支座为支承点转动。

各节段长度及节段重量如下表所示：
计算节段参数表
1、 各荷载工况对梁顶弯矩i M
1) 荷载工况①：考虑梁体不均匀（悬浇至第六节段），左悬臂自重增加5%，右悬臂自重不变。

该荷载工况下，梁体对墩顶弯矩
()()11,6
1,6
1,6
1.050.050.0510
2.62910
3.325105.72111
4.7170.05107.813.25114.99.75132 6.25223.3 2.25680.2i i i i i i
i i i M G L G L G L t m
====-==⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯=∑∑∑左右左
左右梁体对墩顶的竖向压力
11,6
1,6
1.051004.31054.52058.8i i i i F G G t ===+=+=∑∑左
右
2) 荷载工况②：挂篮、现浇块及施工机具的动力系数，一端用 1.2，另一端用0.8。

该荷载工况下，荷载对墩顶的弯矩
()()()271.20.80.455102.6291828.2M F G L t m =-+=⨯+⨯=7挂 该荷载对墩顶的竖向压力
()()()2 1.20.8255102.6315.2F F G t =++=⨯+=7挂
3) 荷载工况③：最后一个悬臂浇筑梁段不同步施工，一端施工完成，一端浇筑一半节段。

该荷载工况下，荷载对墩顶的弯矩
()3102.631130153922
G M t m =
⨯-=⨯=7 该荷载对墩顶的竖向压力
3 1.5102.6153.92
G F G t =+
=⨯=7
7 4) 荷载工况④：考虑堆载机具、材料，左悬臂有1t/m 均布荷载，另一端空载。

该荷载工况下，荷载对墩顶的弯矩
2
4311.0480.52
M t m =⨯=
该荷载对墩顶的竖向压力
4 1.03131F t =⨯=
5) 荷载工况⑤：一端挂篮突然坠落，冲击系数 2.0。

该荷载工况下，荷载对墩顶的弯矩
52552923190M F L t m =⨯⨯=⨯⨯=7挂
一侧有挂篮，该荷载对墩顶的竖向压力
52552110F F t =⨯=⨯=挂
6) 荷载工况⑥：风荷载，施工到最大悬臂，一端100%竖向风力，另一端50%竖向风力（风载均垂直向上）。

梁宽7.32m ，该荷载工况下，荷载对墩顶的弯矩
2276310.50.50.182012524.722
L M W B t m ==⨯⨯⨯=
该荷载对墩顶的竖向压力
6 1.5 1.50.182********.6F W B L t =-=-⨯⨯⨯=-
2、 计算汇总
经以上计算，工况组合结果如下表所示：
计算汇总表
3、 钢管立柱计算 3.1 抗倾覆稳定
由以上计算可知，墩顶最大竖向反力为2405t ，最大不平衡弯矩为3870.2t*m 。

墩顶设置有反拉装置（每侧24根PSB930φ32mm 精扎螺纹钢筋，每根钢筋设计预拉力50t ，精扎螺纹钢筋离墩中心间距1.3m ），能提供稳定弯矩为
5012 1.3780t m ⨯⨯=。

由钢管立柱和精扎螺纹钢筋共同抵抗梁体的倾覆力，使其满足
1.3M M 稳倾
，即12 1.3F L F L
M +12max ≥，钢管立柱离墩中心4.15m ，则单侧钢管立柱
需提供的竖向支承力为 1.3780 1.33870.2780
1024.44.15
M F t L -⨯-=
==max 。

钢管立柱
规格为φ800×12mm ，内浇注C40混凝土。

3.2 管径厚度比
管径厚度比8001267=÷=，满足要求。

3.3 套箍指标θ
()()2
2
2
800122800215440.7180012219.14
a a c c f A f A ππθπ⎛⎫-⨯⨯⨯-⨯ ⎪
⎪⎝⎭====-⨯⨯⨯
钢管承载力混凝土承载力，满足要求。

3.4 钢管混凝土立柱承载力
承载能力设计值
(
(
)(2
40800122119.110.71102305.94
c c N f A t
θπ--⨯=+=⨯⨯
⨯++⨯=由于加钢管与墩身连接后，其最大约束长度为18.3m 。

其长度与管径的比值
3
18.31022.94800⨯==>
，则其承载力折减系数10.1150.5ϕ=-=，折减
后，钢管混凝土承载力00.52305.91153
u N N t ϕ==⨯=，单侧钢管混凝土承载力为1153223061024.4t t ⨯=>，满足要求。

五、 结论
由以上计算分析可知，单根钢管立柱设计承载力能满足施工要求。

为保证施工安全，下一步施工之前必须满足以下要求：
1、钢管混凝土立柱施工时，应注意钢管内混凝土浇注密实，以保证质量，单根钢管立柱承载力不应小于700t ；
3、墩顶正式支座在施工过程中必须纵向完全锁定，同时将悬臂端的不平衡荷载严格控制在10t 以内。