连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算
悬臂法施工连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析

J IA N Z A OJ I SH U㊀«工程与建设»㊀2020年第34卷第3期521㊀收稿日期:2020G03G05;修改日期:2020G04G16作者简介:魏明亮(1988-),男,河南舞阳人,硕士,工程师.悬臂法施工连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析魏明亮,㊀刘三奇(安徽省综合交通研究院股份有限公司,安徽合肥㊀230001)摘㊀要:在预应力混凝土连续箱梁悬臂施工过程中,为保证梁体施工期间结构稳定和安全,需对梁体施工时实施临时固结措施.该文结合滁河干渠特大桥跨沪陕高速(60+100+60)m 连续梁悬臂施工实例,详细介绍临时固结设计施工及抗倾覆稳定性检算方案,确保梁体结构的稳定和安全.关键词:悬臂施工;预应力连续梁;临时固结;抗倾覆稳定性中图分类号:U 442㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1673G5781(2020)03G0521G02㊀㊀挂篮悬臂法施工在跨河㊁跨路及高墩大跨等桥梁的施工中具有出显著的优势,因此该方法在预应力连续梁施工中得到广泛应用.在预应力混凝土连续梁悬浇施工过程中,由于不对称浇筑㊁一侧混凝土超重等因素都会在墩顶引起不平衡弯矩,并可能引发梁体倾覆.为了抵抗不平衡弯矩的作用,防止意外发生,设计及相关规范文件均要求设置墩梁临时固结措施.查阅相关资料,墩梁临时固结抗倾覆计算没有统一的方法.同时临时固结方案一般由施工单位自行设计.设计文件一般会给出最大不平衡弯矩M 和相应的竖向反力N .以设计文件为依据计算的支反力大多为压应力.在施工中,如果在悬臂浇筑过程中,挂篮及浇筑混凝土突然坠落,在这种工况下,最不利的倾覆弯矩有可能会产生拉应力,进而引发T 构倒塌,必然导致重大人员伤亡及经济损失,这虽然是施工中的特殊事件,但仍要引起施工单位的高度重视,避免此类安全事故的发生.该文结合工程实例按悬臂不同施工阶段来模拟挂篮可能坠落工况,对每个工况进行模拟分析计算不平衡弯矩,工况荷载考虑一侧挂篮自重及梁段混凝土自重,计算结果与施工图设计说明检算的不平衡弯矩比较取最不利弯矩,由最不利弯矩检算临时固结稳定性.1㊀工程实例滁河干渠特大桥跨沪陕高速(60+100+60)m 连续梁0#块长14m ;中心高7.2m ;底宽6.75m ,总方量为485.1m3,重量为1212.75t .0#块等截面长度为4m ;变截面长5m ,单侧外露墩身梁体长度为5.2m .桥梁纵断面如图1所示,横断面如图2所示.图1㊀纵断面布置图图2㊀横断面布置图在悬臂施工过程中,常用的临时固结方法见表1.表1㊀临时固结方法分类表序号临时固结方法1墩顶预埋钢筋和硫磺砂浆临时固结垫块组成墩梁固结2墩顶预埋钢筋和砂筒组合成墩梁固结3钢管混凝土或钢筋混凝土立柱与桩内预埋钢筋组合成墩固结4预应力钢筋与钢管组合成墩梁固结㊀㊀滁河干渠特大桥跨沪陕高速(60+100+60)m 连续梁0#块临时固结采用两侧布置的4根钢管柱组成临时固结体系,钢管柱采用直径1000m m 钢管,内部浇筑C 30混凝土,钢管柱顶㊁底部采用底部设直径25m m 粗钢筋分别与0#块及承台联结,钢筋环向布置20根钢筋,钢管柱底与承台间并设预埋钢板进行焊接,并采用加劲肋加强,在钢管顶部设置钢板.2㊀仿真分析计算采用桥梁结构有限元分析软件M I D A SC i v i l 2012建立T 构最大悬臂状态的空间离散模型,按悬臂不同施工阶段来模拟挂篮可能坠落工况,对每个工况进行模拟分析计算.T 构最大悬臂仿真模型如图3所示,工况划分及内容见表2.125J IA N Z A OJ I SH U522㊀«工程与建设»㊀2020年第34卷第3期图3㊀T 构最大悬臂仿真模型表2㊀工况划分及内容工况内容工况1~131~13#梁段挂篮及混凝土坠落工况14设计不平衡弯矩2.1㊀材料特性各构件材料的容重及弹性模量等参数见表3.表3㊀材料特性值名称容重/(k N /m3)弹性模量/(N /m m2)混凝土263.45e +004钢材782.06e +0052.2㊀荷载组合施工图设计说明检算不平衡弯矩考虑:(1)一侧混凝土自重超重5%.(2)一侧施工线荷载为6.4k N /m ,另一侧为3.2k N /m .(3)施工挂篮的动力系数,一侧采用1.2,另一侧采用0.8.(4)节段浇筑不同步引起的偏差,控制在20t 以下.(5)一侧风向上吹,按风压强度W =800P a.设计文件未考虑一侧挂篮突然坠落的情况.本次检算考虑一侧挂篮及梁段混凝土掉落.由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态.因此最不利荷载组合为:挂篮自重+悬臂端块段混凝土自重+梁体自重,梁体自重由软件自动计算,挂篮自重按650k N .抗倾覆稳定性验算结果见表4.表4㊀计算结果汇总表工况钢管柱临时固结未坠落侧反力/k N坠落侧反力/k N工况137372.31114.6工况146063.21853.6㊀㊀㊀备注:支反力为一侧单钢管立柱支反力.由表4结果可知,在工况13下即最大悬臂状态下挂篮及砼坠落,钢管立柱临时固结支撑处最大压反力为7372.3k N .在工况14即设计不平衡弯矩为61526k N m ,钢管立柱临时固结支撑处最大压反力为6063.2k N .取反力较大值7372.3k N 进行验算:钢管立柱直径为1000m m ,壁厚14m m (Q 235),钢管内部灌注C 40混凝土.按«钢管混凝土结构技术规范»(G B50936-2014)验算其承载能力如下:N u =φe φl N 0㊀㊀当θɤ1/(α-1)2时:N 0=0.9A C f c (1+αθ)㊀㊀当θɤ1/(α-1)2时:N 0=0.9A C f c (1+θ+θ)θ=A s fA c f c㊀㊀系数α取值见表5.表5㊀系数α取值混凝土等级α值ɤC 502C 55~C 801.8㊀㊀柱的等效计算长度:L e =12.24m ;钢管外直径:D =1m ;钢管内核心混凝土横截面面积:A s =3.14ˑ4862=741655.44m m 2;钢管横截面面积:A s =3.14ˑ(5002-4862)=43344.56m m 2;钢管混凝土构件的套箍系数:θ=A s f s /A c fc =0.599;钢管混凝土轴心受压短柱的强度承载力设计值:N 0=0.9A c fc (1+αθ)=29343.9k N ;钢管混凝土轴心受压短柱的强度承载力设计值:N u =ψL ˑN 0=0.81ˑ29343.9=23768.6k N>7372.3k N .安全系数=23768.6/7372.3=3.22>1.5,满足要求.3㊀结束语通过对滁河干渠特大桥跨沪陕高速(60+100+60)m 连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析探讨,可为类似连续梁悬臂施工临时固结体系抗倾覆检算提供参考.针对临时固结体系设计及悬臂施工过程提出如下建议:(1)悬臂T 构除计算抗倾覆稳定性检算除考虑设计文件提供的倾覆参数外,还应考虑施工过程中的特殊情况.悬浇梁施工过程中T 构最大倾覆弯矩是在悬浇最远节段时挂篮及新浇筑混凝土坠落产生.(2)挂篮及新浇筑混凝土坠落产生的倾覆弯矩对临时支座可能会产生拉应力.(3)悬臂浇筑混凝土时,尽量保持同步浇筑.无法同浇筑时,可采取分阶段交替浇筑.在混凝土分阶段交替浇时,悬臂两端混凝土偏差应严格控制在5方以内.(4)在悬臂施工中,尽可能避免挂篮坠落的情况发生,特别是大跨径的连续梁.参考文献[1]㊀苏克啟.悬臂法施工连续梁临时固结体系的计算探讨[J ].科技资讯,2014(3):95-96.[2]㊀郅友成.悬臂浇筑连续梁临时固结体系计算分析[J ].铁道建筑技术,2014(z 1):61-64.[3]㊀丁东.连续梁悬臂施工临时固结设计与检算[J ].城市道桥与防洪,2013(7),222-223.[4]㊀高翔,李广平.南丫大桥上部施工0#块临时固结施工技术[J ].中国水运(下半月),2012,12(4):196-197.[5]㊀王兴忠,谭崇杰,纪彦飞.连续弯梁桥临时支座设计及受力分析[J ].甘肃科技,2011,27(24):126-128.[6]㊀中华人民共和国交通运输部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范:J T G3362-2018[S ].北京:人民交通出版社,2018.[7]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部.钢管混凝土结构技术规范:G B50936-2014[S ].北京:中国建筑工业出版社,2014.225。
40+70+40连续梁墩梁临时固结设计计算书

40+70+40连续梁墩梁临时固结设计计算书40+70+40连续梁墩梁临时固结设计计算书由于连续梁施工采用支架法施工,故采用墩梁固结法确保安全。
临时砼块采用C40混凝土,预埋Φ32精轧螺纹钢筋,配筋则按最小配筋率ρmin bh0计算。
上部荷载按半跨计算,均由临时固结块承受。
一、设计荷载1、工况I假定:(1)由于采用对称支架施工,施工过程中不平衡荷载按半跨自重的5%取;(2)临时固结块不承受受拉过程中产生的水平荷载;(3)连续梁张拉后上挠和自重下挠由于分节段,认为不累积,可以调节,预抬值可以参见监控单位,每一节段支架沉落预留不叠加;(4)在计算临时固结时,不考虑连续梁因为预应力张拉引起的内应力、抵抗弯矩,变形忽略。
自重计算如下表:块段名称混凝土方量(m3)钢筋砼容重(kg/m3) 自重(KN)0# 35.25 2.6 916.501# 52.88 2.6 1374.882# 41.2 2.6 1071.203# 39.83 2.6 1035.584# 38.54 2.6 1002.045# 49.53 2.6 1287.786# 47.60 2.6 1237.607# 45.91 2.6 1193.668# 50.01 2.6 1300.269# 48.83 2.6 1269.58按最不利工况计算:由于固结为简支双悬臂,所受荷载为对称均恒荷载:取1#-9#块自重,施工荷载作用于结构上,经计算得:G1 =10772.58KN,不平衡荷载按自重的5%计算,G’=538.629KN 2、工况Ⅱ考虑竖向风荷载,查全国规范,内蒙古地区在10m以下100年一遇风基本风压值为0.6KN/m2,此值见相关参考书。
不再考虑u Z(风压高度变化系数)u S(风荷载体型系数)。
由于施工期为大风不常见期,计算风压取0.6KN/m2。
横向迎风面积按70×3.3=231㎡计算,竖向迎风面积按34×13.75=467.5㎡计算。
临时固结计算书

(32+48+32m)连续梁临时固结计算书一、墩梁临时固结的设置为避免悬灌梁施工时前后梁段荷载不平衡产生倾斜,且不使永久支座过早受力,在悬灌梁施工过程中,应设置临时支座,并临时将桥墩与梁体固结。
临时支座设置在桥墩上,每个主墩设置4个,宽0.5m,长1.5m,厚度为梁体底到墩帽顶距离。
每个临时支座在墩顶与箱梁内埋入4根Ф32精轧螺纹钢,临时支座的材料采用C50混凝土和硫磺砂浆。
二、临时锚固的检算连续梁在悬灌施工过程中由于在不同工况下,施工管理与控制差异、认为操作的不准确等因素,连续梁会产生一定的不平衡力矩,根据图纸提供最大不平衡力矩为11664KN*m,不平衡力矩产生支反力:9832Kn。
1.锚固材料的选用(1)初步选用材料为JL785Ф32精轧螺纹钢及JLM-32锚具、垫片和联接器。
(2)Ф32精轧螺纹钢的材料属性:截面面积A=804.2mm2, 屈服点σ2.0不小于785 Mpa,抗拉强度bσ不小于980 Mpa,伸长率δ=7%,5弹性模量取2×106 Mpa。
锚下张拉控制应力为735 Mpa,单根力=804.2×735=591kN。
1、Ф32精轧螺纹钢数量计算由抗颠覆力矩=临时锚固力矩+梁体自重抗颠覆力矩,得临时锚固力矩=抗颠覆力矩-梁体自身抗颠覆力矩梁体自重=828.98*9.8=8124kN梁体自身产生力矩=8123Kn*1.1m=8936kN*m临时锚固产生力矩为:M=11664Kn*m-8936kN*m=2727.6kN*m精轧钢数量为:M=n〃F〃Ln= M/(F〃L)=2727.6/(591×2.2)=2.1根实际设置4根。
n ——钢筋根数M ——不平衡力矩F ——单根拉力L ——工作力臂2、Ф32精轧螺纹钢锚固长度按照规范要求,通常受拉构件钢筋最小锚固长度按45d埋设,即Ф32精轧螺纹钢在混凝土中锚固长度为45×3.2=144cm。
在本连续梁中按照150cm形式布置埋设。
连续梁墩梁临时固结计算

XXXX大桥主桥连续梁墩梁临时固结结构计算1、墩梁临时固结结构概况由于墩梁是铰接支座,为抵抗悬臂浇筑施工中的不平衡倾覆力矩,需要对悬臂浇筑梁进行临时刚性固结。
根据本桥桥墩横向截面刚度较大,具有满足抵抗悬臂倾覆的能力。
因此,临时固结结构采用内固结结构型式。
临时固结结构设置为:在墩顶设置四个C50混凝土条形支座,宽度0.55m、长度1.7m、高度0.5m。
在永久支座两侧对称各预埋94根φ32mm三级螺纹钢筋,其中每个临时支座内各埋设34根φ32mm三级螺纹钢筋,临时支座示意图如下。
2、计算依据(1)XXXX大桥施工图设计(2)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(3)《公路桥涵设计通用规范》(JTG/T F50-2011)(4)《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T D60-01-2004)3、计算参数(1)抗倾覆安全系数K=1.5;(2)直径φ32mm三级螺纹钢筋抗拉强度标准值300MPa。
4、临时固结荷载施工方案按最不利工况考虑倾覆荷载,具体组合如下:(1)挂篮最后一节悬臂段浇筑至快结束时,一侧挂篮及混凝土坠落,由此产生的偏载弯矩;(2)施工荷载计算主要是竖向支反力和不平衡弯矩的计算。
1)竖向支反力①梁体混凝土自重:26636KN;②施工人员、材料及施工机具荷载:按2.5KN/m²计算,布置在最后悬浇节段上;③混凝土冲击荷载:按2.0KN/m²计算,布置在最后悬浇节段上;④挂篮、模板及机具重量按照设计允许值:60t;则竖向荷载组合为:N=1.2×[1)+4)]+ 1.4×[2)+3)]=1.2×(26636+60×10)+1.4×(2.5×4×13.65+2.0×4×13.65)=33027KN2)最大不平衡弯矩计算①一侧混凝土自重超重3%,钢筋混凝土容重取26 KN/m²;②施工荷载不均衡按照顺桥向2.5KN/m计算,布置在倾覆侧现浇节段上;③考虑挂篮、施工机具重量偏差,一侧挂篮机具动力系数为1.2,另一侧为0.8;④风压强度取W=500Pa,百年一遇风速V10=28.6m/s;⑤混凝土浇筑不同步引桥的偏差,控制在10t以下;⑥挂篮行走不同步,挂篮及机具重量取60t;⑦最后一个悬浇节段重量,取设计重量963KN。
100m连续梁临时固结抗倾覆计算

100m连续梁临时固结抗倾覆计算背景临时固结是一种常用的工程安装方法,特别是在桥梁工程中,架设完主梁后需要进行的一项关键工序。
随着技术的不断进步,对工程安装的要求也越来越高。
本文介绍如何进行100m连续梁临时固结抗倾覆计算。
步骤步骤1:测量相关数据在进行临时固结抗倾覆计算前,需要测量相关的数据,包括连续梁的长度、高度以及重量等。
根据测量结果,可以计算出连续梁的倾覆力矩。
步骤2:确定抗倾覆力矩确定抗倾覆力矩的主要方法是通过计算支座的力矩,支座是起到抗倾覆作用的关键部件,需要保证支座的稳定性和可靠性。
在计算支座力矩的过程中,需要考虑支座的垂直位移、水平位移以及侧向力等因素。
步骤3:根据支座位置进行抗倾覆计算将支座的位置进行标定,并根据其位置进行抗倾覆计算。
需要考虑支座位置对其承受的力矩的影响,同时需要考虑支座对整个桥梁结构的影响,保证支座的留缝设置合理。
步骤4:确定固结方式根据固结方式和施工方法进行抗倾覆计算,包括支座的固定方式和临时固结杆的设置方式等。
在进行计算时需要将支座的力矩、杆件的受力和施工条件等因素考虑进去,保证固结的稳定性。
步骤5:进行抗倾覆计算根据以上步骤,进行抗倾覆计算。
需要将所有因素进行综合分析,保证计算结果的准确性和可靠性。
在进行计算时,需要考虑到桥梁工程的特殊性质,保证计算结果的合理性。
通过以上步骤,可以得出100m连续梁临时固结抗倾覆计算的。
需要指出的是,临时固结抗倾覆计算是一个复杂的过程,需要考虑的因素众多。
只有对所有的因素进行充分的考虑和分析,才能得出准确可靠的抗倾覆计算结果。
连续梁临时固结计算书

附件三:连续梁临时固结计算书一、墩梁临时固结的设置本桥墩梁铰接,为避免悬灌梁施工时前后梁段荷载不平衡产生倾斜,且不使永久支座过早受力,在悬灌梁施工过程中,应设置临时支座,并临时将桥墩与梁体固结。
临时固结施工步骤如下:墩身施工时在墩顶上设置强度等级为C40,横截面为0.9×2.7m的砼临时固结支墩(中间设两层5cm厚40号硫磺砂浆层)。
其余部分与梁体钢筋焊接,形成墩梁临时固结,以抵抗墩梁节点处不平衡弯矩作用。
顺桥向中心距2.7m。
图1-1 墩顶临时锚固构造示意图二、荷载计算纵向最大不平衡弯矩由悬臂灌注两端混凝土灌注不平衡重、成型后各节段由于施工误差产生的不平衡重、不对称设置的锯齿块的不平衡重等引起的。
表2-1给出了(48+80+48)m连续梁的节段长度、节段重量等主要计算参数。
图2-1给出了临时锚固受力简图。
图2-1 临时锚固受力简图临时支座处的精轧螺纹钢承担。
在结构最大双悬臂状态,劲性骨架锁定前,临时压重已经加载,为临时支座受力的最不利状态。
由于上部结构自重产生的临时支座竖向反力为(考虑了挂篮自重、压重自重):tR R 9.171525.592709.1215.1208.1.1234.1188.1324.1380.1450.1327.1368.1505.29621=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++++++++== 在结构最大双悬臂状态,考虑一侧各节段混凝土自重超重5%,并考虑另外一侧挂篮与梁段混凝土掉落(考虑1.2的冲击系数),由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态。
其弯矩为:()mt M .1.101582.10.27309.4508%50.27309.45087.39774.35694.29884.28873.25258.21383.15182.11624.8290.593=⨯++⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++++++++=临时支座中心距2.7m ,由于不平衡弯矩导致临时支座处的竖向力为:t d M R 3.37627.212.10158===' t R R 2.54783.37629.1715max 2max 1=+==t R R 4.20463.37629.1715min 2min 1-=-==三、临时锚固的检算连续梁在悬灌施工过程中由于在不同工况下,施工管理与控制差异、认为操作的不准确等因素,连续梁会产生一定的不平衡力矩,本段(48+80+48)m 悬灌连续梁不平衡力矩约为10158.1t ·m 。
临时固结计算

临时固接计算本桥为连续梁桥,主桥施工过程中需进行临时固结,计算图示见(图一和图二)。
分析计算模型可知,挂篮对称平衡施工时桥墩仅受压力。
考虑到施工质量和施工条件的问题,进行了以下三种工况的验算。
分别是:工况一:最后一个悬臂段不同步施工,一侧施工,另一侧空载。
工况二:一侧堆放材料、机具等0.8吨/米,端头作用15吨集中力,另一端空载; 工况三:一侧施工机具等动力系数1.2,另一侧为0.8。
列举参数意义如R1’-----左侧临时固结块作用于桥墩上的力 R2’-----右侧临时固结块作用于桥墩上的力 f-----施加于桥墩中的竖向预应力对桥墩产生的力 R-----合成轴力 M-----合成弯矩一、工况一:最后一个悬臂段不同步施工,一侧施工,另一侧空载。
施工至最大悬臂阶段累计内力图(图一)(一)桥墩所受外力总和:以1号墩为例,由计算文件可以得到121214,24632R kN R kN =-=可以看到梁体有向已浇注最后一块的方向翻转的倾向。
以下计算所需精轧螺纹钢筋的根数:332116'121410' 4.33610280107R R A A m σσ-⨯=⇒===⨯⨯单侧需要根精轧螺纹钢筋即可(二)分析桥墩受力资江大桥主墩墩身截面如图1中的左图,已知Nd=23418KN ,Mdx=38767.8KN ·m , fcd =18.4Mpa ,fsd = fsd ′=280 Mpa ,L =21m,计算主墩墩身配筋。
1、计算截面在弯矩M dx 作用平面内的配筋。
截面中性轴为y-y 轴 计算可得箱形截面的A=11.7m2,Iy=12.7205m4在保证A ,I 值相等的前提下,箱形截面转换成I 形截面,如下图右图,按偏心受压构件的计算原理计算截面配筋,计算图示如下:L0=2L=42m, i=√(I /A)= √(12.7205/11.7)=1.043m由于L0/i=42/1.043=40.3>17.5,所以应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心矩的影响。
连续梁墩梁临时固结标准计算书

7临时固结验算7.1临时固结设计方案为确保悬臂浇筑过程中支架结构的稳定性,根据设计要求,主墩和主梁0#块之间设置临时支座和锚固钢筋进行墩梁临时固结,以抵抗施工中可能出现的不平衡弯矩。
其中在永久支座两侧设置两个临时支座,尺寸4.8×0.6×0.5m,采用C50混凝土浇筑;每个临时支座上分别布置94根φ32型号HRB400钢筋,锚固钢筋中心距主墩中心 1.0m。
临时支座顶面标高与永久支座顶面标高保持一致,避免拆除永久支座时,下落时使梁体产生振动损坏梁体及永久支座。
按照设计要求,永久支座不得过早受力。
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。
7.2设计参数(1)抗倾覆安全系数K=1.5;=360MPa;(2)Ф32 HRB400钢筋抗拉强度设计值fy=23.1MPa。
(3)C50混凝土轴心抗压强度设计值fC7.3临时固结抗倾覆荷载为安全起见,本方案按照施工中的极端不利因素设置临时固结措施。
这种极端的因素是施工中意外发生悬浇最后一节段全部浇完时连同挂篮坠落。
梁段号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 挂篮自重 长度(m ) 5.5 3.5 3.53.53.5 3.5 4 4 4 4 力臂(m ) 2.75 7.25 10.75 14.25 17.75 21.25 25 29 33 37 37 重量(kN ) 2989 1352 126111801110 1050 1084 982 956 943 436 弯矩(kN ·m ) 8220980413554 1681219694223132709328481315513489516132弯矩小计(kN ·m ) 228547.475竖向力小计(kN )13342.5这种工况的倾覆弯矩为单侧9#块自重和单侧挂篮自重引起的弯矩,力臂为37m 。
临时固结抗倾覆计算荷载为:最大竖向反力:kN N 25306436-943-25.13342=⨯=; 最大不平衡弯矩:m kN M ⋅=+=510271613234895。
(32+48+3)米连续梁墩梁临时固结施工法的计算

京沪高速铁路大汶河特大桥(32+48+32)米连续梁墩梁临时固结施工法的计算一、临时固结荷载计算(32+48+32)米连续梁悬臂浇注施工时,产生不平衡弯矩的原因主要有五个方面:1、风荷载;2、梁体自重不均匀(如胀模等);3、施工荷载不均匀;4、施工机具(如挂蓝、吊机等)不同步引起的不平衡弯矩; 5、混凝土浇注不同步引起的不平衡弯矩。
各项荷载计算:1、风荷载计算1)、基本风速根据《全国基本风速值和基本风速分布图》查得:山东泰安地区基本风速为1022.3/V m s =2)、设计基准风速V d110d V K V =⨯K 1—风速高度变化修正系数。
本桥址区属一般场地,地面分类为B 区,桥面离地面高度约为10m ,查表得风速高度变化修正系数1 1.00K =,所以1.0022.322.3/d V m s =⨯=由于进行施工阶段的验算,根据《抗风设计指南》第3.3.1条,施工阶段的设计基准风速 sd d V V η=⨯。
η—风速重现期系数,一般取10年重现期的设计基准风速,查表得η=0.84。
0.8422.318.7/sd V m s =⨯=3)、竖向风荷载212v sd H P V C BK ρ= ρ—空气密度,一般取ρ=1.225C H —阻尼系数,C H =1.4 (H / B =0.34,L / B =1.94,B —主梁的全断面宽度12米,H —主梁的投影高度4.05米,L —主梁的节段半长23.25米,)K —施工阶段的不平衡系数0.521/2 1.22518.7 1.4120.518/v P kN m =⨯⨯⨯⨯⨯=连续梁悬臂浇注施工时考虑一般的不对称弯矩,所以212/1L P M v =L —主梁的节段半长23.25米2211/21/21823.254865v M P L kN m ==⨯⨯=⋅2、梁体自重不均匀(如胀模等)荷载计算考虑一侧梁体比另一侧梁体重3%,一侧梁体全重G=773.015t 。
连续梁临时固结体系计算书

京杭运河大桥主桥临时支墩及临时锚固计算书编制:审核:批准:2013年06月1 概述京杭运河大桥主桥上部结构采用(70+120+70)m预应力砼矮塔斜拉桥,主塔一跨跨越京杭运河,主墩墩身位于航道驳岸之外。
主梁采用双箱梁加横梁组合体系,顶面全宽43m,箱梁为单箱三室截面,边腹板采用斜腹板,箱底宽7.313~8.5m,外侧悬臂长3m,两箱梁通过横梁及桥面板连接。
采用挂篮悬臂浇筑法施工,箱梁纵向悬浇分段长度为(15×3.0m+2×3.5m),箱梁墩顶现浇块件(即0号块)总长14.0m,中跨合拢段长度为2.0m,边跨合拢段长度为2.0m,边跨现浇段长度为8.92(8.84)m。
在变截面箱梁挂篮分段浇筑施工时,在梁体两悬臂端由于挂篮移动、混凝土浇筑不同步、风荷载等因素会产生不平衡弯矩,因此必须采用临时固结体系来保证悬浇箱梁施工的安全性及悬臂抗倾覆稳定,本工程拟采用φ1.3m钢筋混凝土柱临时固结的方式。
在施工过程中,墩顶永久支座不承受荷载,临时支座承受整个主桥箱梁的设计荷载和全部施工荷载。
2 结构形式临时固结体系的结构形式为在每个主墩墩身外侧设置两排6根φ1.3m钢筋混凝土柱作为临时支撑系统座,柱间间距8m,混凝土强度等级为C50。
同时在每根柱预埋6根f pk=785MpaφJL32精轧螺纹钢用来抵抗不平衡弯矩,具体结构形式详见《主桥墩梁临时固结构造图》。
3 不平衡弯矩计算在施工中由于挂篮移动出现坠落、混凝土浇筑不同步、施工荷载、风荷载等因素会产生不平衡弯矩,对于浇筑梁段过程中出现的涨(缩)模情况,在施工中采取措施,首先保证模板的刚度及标高的准确性,其次对两悬臂端的浇筑混凝土方量严格控制,出现偏差及时调整两侧不平衡荷载,确保两侧已浇筑箱梁永久荷载一致,因此不做考虑。
对于不平衡弯矩按以下几种工况进行计算:工况一:根据设计图纸,当悬浇挂篮施工到最后一个块段(17#块)时,因施工不同步,考虑两侧不平衡荷载为17# 块施工时重量的30%,此时对近侧临时支撑顶处将产生一个最大偏心弯距。
连续梁临时固结计算

连续梁临时固结计算1、编制依据⑴《预应力混凝土用螺纹钢筋》(GB/T 20065-2006)⑵《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设[2010]241号)⑶《铁路工程安全技术规程》(TB10401.1-2003)⑷《混凝土结构设计规范》⑸《新建铁路铁路特大桥》⑹《无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁(双线)》(跨度:80.6+128+80.6)2、工程概况由(60+100+60)m施工图说明知,各中墩采取临时锚固措施进行墩梁固结,各中墩采取的临时锚固措施应能承受中支点处最大竖向支反力52033KN及相应最大不平衡弯矩65368KN.m。
在墩顶采用的四个临时支墩,支座内预埋25的精轧螺纹钢,钢筋深入梁体和墩顶,利用临时支座的支反力产生的弯矩抵抗梁体的纵向、横向不平衡弯矩。
临时固结支座采用C50混凝土浇筑,其轴心抗压强度为23.5MPa;固结筋采用PSB785型25精轧螺纹钢,其抗拉设计强度取ƒt=785MPa。
3、临时固结计算由于连续梁通过支座与墩柱进行铰接,悬臂施工时梁体承受不平衡弯矩及扭矩时,抗倾覆能力差。
因此,0号块施工时在墩顶设置临时固结支墩,每个临时支墩均采用25精轧螺纹钢在施工墩身时进行准确预埋。
3.1 锚固力计算按照《预应力混凝土用螺纹钢筋》,PSB785型25精轧螺纹钢,其抗拉设计强度取ƒt=785MPa,锚下控制应力σ=700Mpa。
单根25精轧螺纹钢抗拉力设计值为F=σA=700×103×π×0.0252/4=343.61KN考虑实际受力时的不均匀及其它不利因素,计算时取安全系数为1.3,单根25精轧螺纹钢抗拉力取值为F=343.61/1.3=264.32 KN。
墩顶25精轧螺纹钢合力点为墩中心,墩中心线到单侧临时支墩中心间距为2.05m,根据设计文件要求,临时支墩要满足设计不平衡弯矩65368KN·m。
设锚固反力为F,可列出如下弯矩平衡方程:F×2.05=65368,解出F=31886.8KN方法一:32精轧螺纹钢所需数量最少为:31886.8/264.3=121根,考虑精轧螺纹钢应力集中等不利因素影响,实际单边按31根布置,共计124根。
连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算

连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算摘要:国内关于连续梁墩梁临时固结抗倾覆设计并没有标准,以设计文件提供的最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N所计算出来的临时支座反力大多为压应力。
关键词:悬臂法施工临时固结结构计算中图分类号: S611文献标识码:A 文章编号:1、概述悬臂法施工时,主墩临时固结方法是上部构造施工安全和质量的关键工序,极为重要。
对于铰接的预应力混凝土连续梁悬臂浇筑T构,相关施工技术规范和设计文件均要求在悬臂浇筑前,应先将墩顶梁段与桥墩临时固定,一般设计文件明确悬臂T构的最大不平衡弯矩和竖向反力。
同时,这个结构大多由施工单位自行设计施工。
目前常用的有两种方法,一种是在永久支座两侧墩顶设置临时支座(通常是钢筋混凝土块),并在其中设置锚筋;另一种是在主墩两侧、承台之上设置钢管混凝土,并在其中设置拉筋。
国内关于连续梁墩梁临时固结抗倾覆设计并没有标准,以设计文件提供的最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N所计算出来的临时支座反力大多为压应力,但实际施工中许多临时支座上还是布置了诸多强壮锚固钢筋。
这种布置与计算结果背道而驰,不但无法说服自己,也无法解释别人的提问,这种计算方法理论说服性不强。
下面以某桥(60+100+60)m连续梁为例进行计算说明。
2、工程概况该桥(60+100+60)m连续梁为预应力钢筋混凝土结构,全长221.8m。
梁体为单箱单室,变高变截面结构。
梁顶板宽度为12.2m,底板宽度为6.4m。
梁体共分为13个节段,0号块高7.204m,长14m。
混凝土方量344.902m³,重896.75t;最大悬臂段重量为4号块,混凝土方量60.277m³,重156.591t。
临时固结支座采用C50钢筋混凝土块体,尺寸2.88m×0.8m,分列支撑垫石两侧;在临时支座内设置锚筋抵抗不平衡弯矩。
如下图所示。
3、根据设计文件计算3、1工况分析不考虑一侧挂篮突然坠落的情况(施工时应加强挂篮锚固,杜绝该类事故发生),只考虑正常施工的情况,即以下两种工况。
40+60+40连续梁临时固结计算

40+60+40m现浇箱梁临时固结计算书一、工程简述40+60+40m,箱梁断面为单箱五室斜腹板设置,箱梁顶板宽33m(含防撞墙外包部分),底板宽24~25.334m,两翼悬臂各长3.5m。
桥面设置2.0%的向外侧双向横坡,顶底板平行设置。
箱梁根部断面梁高3.8m,跨中和边跨现浇梁段梁高1.8m,其间梁底下缘以1.8次抛物线变化。
二,■图1箱梁典型截面示意箱梁主墩墩顶处各设横隔梁1道,厚度为3.8m。
两边墩墩顶处各设厚横隔梁一道。
箱梁纵向划分为墩顶0号梁段、6个分节段浇筑梁段、边跨支架现浇段、边跨合龙段、中跨合龙段。
墩顶0号梁段长12m,分节段浇筑梁段数及梁段长度从梁根部至跨中布置分别为:2x3.5m、4x4.0m。
边跨现浇段长9.0m,边跨合龙段、中跨合龙段长均为2m。
悬挑梁段最大节段控制重量为3148.4kN,最大悬挑长度为29m。
为避免悬灌梁施工时前后梁段荷载不平衡产生倾斜失稳破坏,且不使永久支座偏压破坏,在悬灌梁施工过程中0号块设置临时支撑,临时将支撑与梁体、承台固结。
二、计算依据《杭州萧山机场公路改建工程两阶段施工图设计》(浙江省交通规划设计研究院,2013.8)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/TD60-01-2004)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)三、临时固结设置本桥40+60+40m变截面连续箱梁,跨越规划的利民东路,施工方案拟采用挂蓝悬臂现浇施工。
根据设计文件和相关规范要求,施工时应设置临时固结措施将墩梁固结,以承受悬臂施工中不对称荷载作用。
设计文件要求:无论在浇筑阶段、挂篮移动或拆除阶段,均需保持对称平衡施工,容许不对称重量纵桥向不得大于一个梁段底板的重量,横桥向不得大于一个梁段底板重量的20%。
1、60 100 60m连续梁悬臂T构墩梁临时固结方案计算书

新建铁路沈阳至丹东客运专线太子河特大桥(60+100+60)m连续梁悬臂T构临时固结抗倾覆结构设计计算书计算:刘东跃复核:审定:刘东跃中铁九局集团有限公司2011年5月16日一、工程概况新建沈阳-丹东铁路客运专线本溪枢纽工程太子河特大桥,位于本溪市明山区,中心里程为DK56+899.82,桥梁全长1345.96m。
其中跨越本溪市滨河南路为一联(60+100+60)m连续梁,桥墩牌号为27#~30#,28#和29#墩为悬臂梁O#段主墩。
连续梁桥墩为双线圆端型实体桥墩。
28#墩墩高为19m、29#墩墩高为11.5m;边墩27#墩高为21.5m、30#墩墩高9m。
28#墩和29#墩墩顶横向长度为10m,纵向宽度为4m,其中两端为半径2m圆弧。
连续梁截面采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形式。
箱梁顶宽12.2m,底宽6.7m。
顶板厚度除梁端附近外均为400mm,腹板厚度600—1000mm,按折线变化,底板厚度由跨中的400mm变化至根部的1200mm。
中支点处梁高7.85m,跨中10m 直线段及边跨15.75m直线段梁高为4.85m。
0#块长度为14m,边跨现浇段长度9.75m,采用支架法现浇。
边跨合拢段和中跨合拢段长度均为2m。
1#~13#节段及合拢段梁段采用挂篮悬浇。
为悬臂浇筑稳定,T 构设置临时固结。
二、墩梁临时固结设计荷载新建沈阳-丹东铁路客运专线无砟轨道预应力混凝土连续梁(双线悬浇)(60+100+60)m施工设计图《沈丹客专桥通-Ⅰ-04》设计说明书“七章施工方法及注意事项、(八)款”中“墩梁临时固结措施:各中墩梁临时固结措施(或临时支墩),应能承受中支点处最大不平衡弯矩70941KN-m和相应竖向反力57301KN(本值为参考值,施工单位应结合具体荷载情况进行计算和检算),墩梁固结或临时支墩在横桥向必须对应箱梁腹板范围内,其材料及构造由施工单位确定。
此不平衡荷载考虑了中墩两侧梁体结构的不均匀性,施工不平衡荷载和风荷载的影响,未考虑安全系数及一侧挂篮坠落的情况,设计临时固结构造时应酌留富裕量,并应在施工时加强挂篮锚固”。
大西线某悬臂浇筑连续梁墩梁临时固结计算

某特大桥连续梁墩梁临时固结设计方案与检算一、工程概况某特大桥连续梁设计方案采用挂篮悬臂浇筑施工工法,为防止挂篮悬臂浇筑过程T构发生倾覆,施工前将T构与墩身进行临时固结。
本桥连续梁45#、46#墩处T构设置临时固结。
本桥连续梁最大悬臂浇筑至10#块,最大悬臂浇筑长度39m(墩中心至10#块端)。
10#节段重量为100.5t。
二、方案设计本连续梁墩梁临时固结采用墩顶四周设置内加精轧螺纹钢的混凝土支墩形式,如图(1),图(2)所示墩梁临时固结平面图(横桥向)单位cm图(1)墩梁临时固结立面图(单位cm)图(2)三、临时固结方案检算按相关施工技术指南和一般设计要求,在悬臂浇筑过程中,永久支座视为不受力,按临时固结结构承受悬浇荷载和不平衡倾覆弯矩。
临时固结抗倾覆荷载:设计图纸给出各中墩采取临时锚固措施,临时锚固措施应能承受中支点处最大不平衡弯矩40556KN.m及相应竖向支反力33916KN。
为更加安全起见,按照施工中的极端不利因素对临时锚固措施进行检算,考虑施工中最不利倾覆工况是悬浇最后一节段(10#节段)刚好浇筑完成的同时,砼连同挂篮发生倾覆。
这种工况的倾覆弯矩更安全于设计提供值。
本连续梁一套菱形挂篮重为70t ,每一主墩悬臂浇筑砼重量为3395.6t (包括0#块)。
最大支反力N=34656KN ,最大不平衡弯矩为M=(1005+350)KN ×39m=52845KN.m临时固结墩的反力如图(3)所示,假设为R1、R2图(3)根据力及力矩平衡方程R1+R2=NLR2=M+LR1解得: R2=L2M NL R1=L2M -NL临时固结墩受力简图 (单位cm)MM注:计算结果中的力若为负号,表示与图中所假设的力的方向相反。
即正号为受压的支撑力,负号为支座受拉力。
计算得:R1= -1149.3KN (负号表示支座受拉力,需要设置锚固钢筋) R2=35805.3KN①临时固结墩抗压强度检算:单侧临时支墩混凝土承压面积为:A1=1.68m2 最大支撑侧混凝土平均压应力A12R 1=σ=21.3Mpa ②临时固结墩抗倾覆检算:单侧临时支墩精轧螺纹钢的受拉面积为:A2=17676mm2 按相关规范抗倾覆安全系数去K=1.5 受拉侧的拉应力:A21R 2=σ=65Mpa<650pa/1.5=433MPa 直径25mm 精轧螺纹钢抗拉强度设计值fpd=650MPa③临时固结墩锚固钢筋锚固长度计算:依据《桥梁设计手册》,最小锚固长度la=30d=75cm ,本设计符合要求。
某悬臂浇筑连续梁墩梁临时固结装置设计计算

某悬臂浇筑连续梁墩梁临时固结装置设计计算悬臂浇筑连续梁墩梁临时固结装置设计计算是为了确保悬臂浇筑过程中的安全性和稳定性。
以下为该装置的设计计算。
1.结构参数计算:-浇筑连续梁的长度:L-悬臂长度:L1-预留浇筑孔的间距:D-墩高:H-墩顶宽度:B-墩顶面积:A=H*B2.荷载计算:-悬臂端荷载:P1=自重+人工施工荷载-墩顶荷载:P2=存在于墩顶面积上的浇筑结构重量+悬臂端荷载3.临时固结装置设计:-设计杆件数量:n=L1/D-设计每个杆件的长度为:D1=(L-L1)/n-墩顶临时固结装置所需杆件的张力:T1=P2/n-悬臂端所需杆件的张力:T2=P1/n4.杆件尺寸计算:-假设使用直径为d的钢筋作为杆件- 杆件的截面积:A_rod = pi * (d / 2)^2- 杆件的张力:F = T / A_rod5.验算杆件尺寸:-根据杆件张力F,选择合适的钢筋规格及张力试验结果-使用已选材料的张力极限值去对比张力F,确保所选材料的适用性6.杆件的间距计算:-设计墩顶临时固结装置之间的水平间距为:L2-设计悬臂端杆件之间的垂直间距为:L3-通常情况下,L2和L3可以选择为杆件长度的2倍至3倍。
7.完整性计算:-根据所选杆件的数量和间距,计算所选装置的覆盖范围是否足够覆盖整个悬臂浇筑区域,确保临时固结装置的完整性。
8.安全系数计算:-根据设计荷载和临时固结装置的尺寸、杆件的规格和张力,计算安全系数以确保临时固结装置的稳定性和可靠性。
上述是悬臂浇筑连续梁墩梁临时固结装置设计计算的基本步骤和要点。
具体的设计计算需要根据实际情况进行详细分析和计算,以确保装置的稳定性和安全性。
临时支座抗倾覆计算

丁磨路西延如海河大桥挂篮临时支撑抗倾覆验算1、计算说明本桥连续梁最大悬臂浇筑至6号块,最大悬臂浇筑长度26.5m(墩中心至6号块端)。
6号节段重量为120.4t,主墩两侧悬浇段重量偏差63t,0-6号块悬浇段总重量2794.28t,挂篮总重100t。
2、受力计算(1)、结构示意图(2)、简化模型(取临河侧钢管及墩顶精轧螺纹钢计算)R2R4R3(3)、计算说明N为0-6号块挂篮加挂篮重量N=28950KNM为6号块对支座中点产生的弯矩M=(1210+500)×26.5=45315KN﹒M(6号块重量取值121t,半边挂篮重量50t)恒载系数1.2(4)、计算结果-----------------------------------------------------------------------------------------------结点约束反力合力支座 ---------------------------------------- ------------------------------------------结点水平竖直力矩大小角度力矩--------------------------------------------------------------------------------------------R2 0.00000000 -9924.88758 0.00000000 9924.88758 -90.0000000 0.00000000R3 0.00000000 37973.5251 0.00000000 37973.5251 90.0000000 0.00000000R4 0.00000000 6691.36241 0.00000000 6691.36241 90.0000000 0.00000000----------------------------------------------------------------可知,R2支点受拉力,R3-4支点受压力(5)、结果分析R2支点所受拉力为9924.88758KN,取值9925KN。
5、连续梁悬臂T构墩梁临时固结抗倾覆计算方法

钢筋混凝土连续梁悬臂T构墩梁临时固结抗倾覆结构计算理论研究中铁九局集团有限公司:刘东跃一、概述对于铰接的预应力混凝土连续梁悬臂浇筑T构,相关施工技术规范和设计文件均要求在悬臂浇筑前“应先将墩顶梁段与桥墩临时固定”。
设计文件明确悬臂T构的最大不平衡弯矩和竖向反力。
同时,这个结构大多由施工单位自行设计施工。
例如《沈大客专沈阳枢纽桥通-02》设计说明书施工方法及注意事项中,对“墩梁临时固结措施”的要求是:各中墩临时固结措施,应能承受中支点处最大不平衡弯矩21415KN —m和相应竖向反力14572KN,墩梁固结临时支座必须对应箱梁腹板设置,其材料及构造由施工单位自行设计确^定O一直以来,关于墩梁临时固结抗倾覆设计没有统一的计算方法,标准也各异。
以设计文件为依据(最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N)所计算出来的临时支座反力大多为压应力。
但是,有的临时支座上还是布置了诸多强壮锚固钢筋。
这个设计布置与自己的计算结果背道而驰,不但无法说服自己,也无法解释别人的提问,这种计算方法理论说服性不强。
怎样作才能达到合情合理那?经过对各类跨度T构的研究,总结认为认为:以设计文件给定的M和N确定临时支座抗压强度(包括曲线倾覆弯矩);以挂篮连带悬臂节段混凝土状态坠落为最不利倾覆弯矩计算产生的拉应力,确定临时支座的锚固拉力;再以抗压混凝土和锚固钢筋一体化核算规范所要求的安全系数;以当地最大风荷载检算T构抗扭和抗平移能力。
这样的计算方法既满足了设计抗倾覆要求,又满足了悬浇的最大风险因素要求,同时也满足施工中最大不平衡荷载20吨的要求。
锚固拉筋的设置有理有据,计算方法既合理又合情。
二、T构倾覆荷载的研究1、最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N、曲线倾覆弯矩M曲经过多个设计文件比较,设计给的最大不平衡弯矩M与最大悬臂端挂篮重量产生的弯矩相当,竖向反力N与T构自重相当。
按照设计给的最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N、曲线倾覆弯矩M曲计算结果,墩顶临时支座大多为压应力,极少有拉应力。
连续梁临时固结方案及计算

赣龙铁路GL-3标花桥大桥跨319国道墩梁临时固结方案编制:复核:审核:中铁二十二局赣龙铁路GL-3标工程指挥部一项目部一架子队二零一一年五月一、编制范围本方案编制范围仅包括赣龙铁路GL-3标花桥大桥墩梁临时固结方案。
二、概况赣龙铁路GL-3标花桥大桥连续梁主墩墩身高7#墩18m、8#墩19.5m,A0#段采用托架施工。
此桥采用的通用图《时速200公里客货共线铁路有砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)》跨度:(40+64+40)图号:肆桥参(2009)22610-Ⅶ中墩梁固结方案均为施工单位参考,施工单位也可采用其他构造形式,因其方案中顶帽尺寸与本桥设计尺寸不符,根据设计要求,需进行调整。
三、临时支座及临时锚固设置连续梁设计图《时速200公里客货共线铁路有砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)肆桥参(2009)22610-Ⅶ》第49页:《中墩临时固结构图》中,在附注第5条中明确:“临时锚固措施应能承受中支点处最大竖向力为23250KN,相应不平衡弯矩为5988KN-M,本图仅供施工单位参考,施工单位也可采用其他构造型式”。
因本桥连续梁桥墩顶帽平面尺寸与连续梁设计图《时速200公里客货共线铁路有砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)肆桥参(2009)22610-Ⅶ》桥墩顶帽平面尺寸不一致,故对《时速200公里客货共线铁路有砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)肆桥参(2009)22610-Ⅶ》第49页临时支座及临时固结方案进行调整:临时支座采用C40混凝土,支座尺寸见下图。
临时支座设在墩顶纵向两侧。
在A0#段箱体浇筑前浇筑临时支座。
在浇筑临时支座和箱梁时,先在墩顶面及临时支座顶面涂抹隔离剂或垫油毡等材料以便临时支座拆除时与墩顶及梁体分离。
临时支座及临时固结简图梁体临时锚固通过3根φ32螺纹钢为一束实现。
其下部锚固在墩身内,上部穿过A0#段锚固于A0#底板混凝土内,其平面布置如上图《临时支座及临时固结简图》所示。
单个临时支座面积为:0.65m×1.3m=0.845m2;C40混凝土抗压强度设计值为40MPa(4×107Pa)中支点竖向承载力为:0.845m2×4×107MPa=33800KN>23250KN竖向承载力满足设计要求;墩梁固结能承受的最大不平衡弯矩:根据相应设计规范,Ф32螺纹钢筋设计抗拉强度为445MPa(445×106 Pa)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算
摘要:临时固结抗倾覆结构设计方案是连续梁施工的核心,为了确保施工安全和施工质量,本文就连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算问题进行了详细的阐述。
关键词:悬浇连续梁;临时固结抗倾覆机构设计;计算
一、工程背景
1、预应力混凝土连续梁由于桥型美观、跨度适用范围大、桥位现场条件要求低等优点,已广泛应用于我国铁路、公路及城市高架桥梁工程中。
悬臂法施工是连续来那个常见的一种施工方法,该法在高桥墩、大跨度及跨河、跨路等情况的施工中显示出独特的优势。
2、在连续梁悬臂施工中,墩顶箱梁理论上宜完全对称浇筑,并且不会产生极端不平衡条件,但在实际施工中可能会出现不平衡荷载及一些极端情况的发生,为了克服施工中可能出现的不平衡荷载的影响,确保梁体结构的稳定、完全,需要对墩、梁之间实施临时固结。
而大多临时固结设计中要么过于保守,造成不必要的浪费,要么设计不合理,给结构造成了安全隐患;所以,针对实际工程情况,提出较为合理的临时锚固方案,可以确保工程的质量同时避免材料的浪费。
3、在墩顶上设置墩梁临时固结。
临时固结方案采用钢筋混凝土支座,根据倾覆计算结果,在最大倾覆荷载下,临时支座均为受压状态,无需锚固。
二、临时固结体系检算
1、强度计算
(1)锚筋抗拉强度值计算。
按照《混凝土结构设计规范》,普通Ⅱ级钢筋(HRB335)抗拉强度设计值为300MPa,单根Υ32锚筋抗拉力设计值为F=σA=300×103×8.04×10-4=241.2kN,一束锚筋抗拉力设计值为:F=3×241.2=723.6kN;考虑实际受力时的不均匀及其他不利因素,计算时取安全系数为2,一束Υ32锚筋抗拉力取值为F=723.62=361.8kN。
(2)锚筋抗拉力矩计算。
梁体倾覆时支点取在临时支座中心线处,则受力锚筋抗拉力臂为3.5m(临时支座中心线至锚筋的最大距离)。
则锚筋抗拉力矩计算为: M=(361.8×3.5×15)×2=37989kN·m。
(3)钢筋预埋深度计算。
钢筋抗拉强度设计值为fy=300N/mm2,承台混凝土用C35,轴心抗拉强度设计值fc=1.57N/mm2,即:
l=αfydft=1.1×0.14×300×321.57=941.66mm。
现场实际埋深为1.4m和1m,均满足要求。
(4)粘结力计算。
预埋Υ32钢筋与混凝土的粘结力计算(不考虑混凝土对钢筋端部的支撑力),[p]=15×π×32×10-3×31.2×1×1.5×1.04×103×2=11761.8kN>(361.8×15)×2=10854kN,满足要求。
2、稳定计算
(1)分段浇筑混凝土时的稳定计算。
混凝土浇筑时不对称荷载偏差考虑50t混凝土(即为两罐车混凝土重),另其他施工荷载(人员、机具等)考虑50kN,荷载系数按照动荷载取1.4。
则总偏心力为F=(50×10+50)×1.4=770kN。
梁体倾覆时支点取在临时支座中心线处,距墩中心1.45m。
最大值在10号段浇筑时,稳定计算:倾覆力矩:M10=27566kN·m。
抗倾覆力矩:M′10=79774.623kN·m。
安全系数:λ=M′10M10=79774.62327566=2.89。
(2)挂篮不平衡移动时的稳定计算。
挂篮总重量暂取为55t,挂篮操作时其他附加荷载取50kN。
动荷载系数取1.4。
施工时挂篮不平衡移动(单侧移动),距离最长为3.5m(以最远一段,即第10节段长度为例)时产生的倾覆力矩计算如下:最大倾覆力:Fmax=(55×10+50)×1.4=840kN。
最大倾覆力矩:M10=30072kN·m。
而第10节段最大抗倾覆力矩:M′10=79774.623kN·m。
所以,最大挂篮不平衡移动产生的倾覆力矩小于最大抗倾覆力矩,其稳定性满足要求。
考虑最不利情况,即第10节段同时产生不对称荷载和挂篮不平衡移动,此时倾覆力矩为:M=27566+30072=57638kN·m<79774.623kN·m,完全能满足要求。
3、补充说明
按照计算,采用Υ32钢筋锚筋及C50钢筋混凝土的临时支座,结构产生的最大抗倾覆力矩为82688.14N·m。
倾覆力矩最大力臂为38.55m,取动荷载系数为1.4,安全系数取2.0,则施工时施加于箱梁结构不平衡力(结构各段混凝土超方、施工时产生的最大不平衡力、挂篮不平衡移动等)不能超过以下数值:
FX=82688.1438.55×1.4×2=766.1kN,即为76.61t。
综上计算此临时固结体系是安全可靠的。
三、抗倾覆性检算
1、单端挂篮脱落弯矩计算
为保证梁体悬浇过程的安全性,在施工设计时考虑1-20#节段施工时单端挂篮脱落而增加的不平衡弯矩M1的影响,根据本桥挂篮设计图单端挂篮总重量为650kN。
表1各节段悬浇挂篮脱落不平衡弯矩M1计算表
2、自稳弯矩计算
在每一节段后,梁体自重会产生最大不平衡弯矩,计算临时支座结合梁体自重抵抗最大不平衡弯矩M2,图1为梁体自重产生弯矩示意图。
当NB=0时,且梁体为一平衡的临界状态时,M2值最大。
图1梁体自重所受弯矩示意图
表2各节段悬浇施工中弯矩M2计算表
3、钢绞线抵抗最大不平衡弯矩计算
在悬臂浇筑过程中,预设钢绞线平衡梁体产生弯矩,图2为钢绞线抵抗弯矩计算简图。
如图所示,当NB=0时,且梁体为一平衡的临界状态时,普
通螺纹钢筋所抵抗的最大不平衡弯矩M3值最大。
将梁体视为一轻质杆件,不考虑梁体自重进行计算。
图2钢绞线抵抗弯矩M3计算简图
根据静力平衡得:NA+NB=FA+FB
由NB=0得NA=FA+FB=45541.98kN根据中支点静力距平衡得:
M3+FA×1.85+NB×1.85+NB×1.85=FB×1.85+NA×1.85
由NB=0,FA=FB
由式得:M3=NA×1.85=84252.663kN·m综上可知,各节段悬浇施工中
安全系数K=(M2+M3)/(M设计+M1)
四、拆除临时固结的一种计算方法
跨度分布(对称结构,取半跨)如图3a所示,主梁为等截面箱梁,截面尺寸如图3b所示,单元及节点划分情况参见图3c,混凝土弹性模量Ec=3.3×104MPa。
情况1:边跨合龙过程的模拟计算,这包括结构承受合龙段自重、张拉合龙束、拆除2#墩临时固结等程序。
为简化计算并不影响问题的说明,自重作为均布荷载(q=184kN/m),预应力筋为直线配筋、横截面积为0.00532m2、有效应力为1086MPa、力筋重心距梁顶面20cm。
结构受力示意如图2。
在计算这一过程时,通常分两步进行,第一步计算2#墩临时固结,结构在合龙段自重和合龙力筋作用下的内力和变形,第二步计算放松2#墩的临时固结变为实际支座结构下的内力和变形,以上两步计算结果累积得到边跨合龙结构内力和变形的变化量。
本文方法在计算这一过程时,把合龙段自重和合龙力筋作为外力直接作用在2#墩为实际支座的图4所示的结构体系上,得出边跨合龙这一过程中结构内力和变形的变化量,分析计算中省去了考虑2#墩的支承变化过程,使计算得到简化。
表1中列出了分别利用常规方法和本文方法计算所得的主梁挠度值。
图3算例结构示意图。