连续梁临时固结体系设计0823(段刚明)Word下载.doc
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悬臂法施工是连续梁常见的一种施工方法,该方法在高桥墩、大跨度及跨河、跨路等情况的施工中显现出独特的优势。
在连续梁悬臂施工时,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,为克服不平衡荷载的影响,确保梁体结构的稳定、安全,需对墩、梁间实施临时固结。
本文以杭甬铁路客运专线萧山特大桥跨南环路48+80+48m连续梁为例对临时固结体系进行详细阐述。
一、工程概况
杭甬铁路客运专线萧山特大桥跨新螺路为48+80+48m连续梁,采用挂篮分段悬臂浇筑。
梁部设计图采用铁四院发布的《无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁(双线,40+80+40m)》(通桥(2008)2368A-IV,2008年10月版)。
梁体类型为单箱单室、变高度、变截面结构,梁体全长177.5m,中支点处梁高6.65m,跨中9m直线段及边跨13.25m直线段梁高3.85m,边支座中心至梁端0.75m。
箱梁顶宽12.0m,底宽6.7m。
全联在端支点、中跨中及中支点共设5个横隔板,0#段长度为12m,节段重量为654t,悬灌施工节段10段,最大悬灌重量为1#段,节段重量为137t。
二、临时固结体系设计
1、临时固结体系设计
临时支座材料采用C50钢筋砼,由于考虑到连续梁0#块施工的支架搭设,所以,在每个固结体系上预留了槽道,每块垫石处临时支座预留三个槽道,尺寸为40cm×
15cm×
80cm,
在墩柱施工时沿墩身外侧预埋Φ32抗拉锚筋,每个临时支座设置60根,每3根为1束共20束;
上下箍筋均用φ12钢筋,箍筋间距按20cm布置。
三、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Φ32锚筋抗拉力设计值为,一束锚筋抗拉力设计值为:
;
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2,一束Φ32锚筋抗拉力取值为。
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
3)钢筋预埋深度计算
钢筋抗拉强度设计值为,承台混凝土用C35,轴心抗拉强度设计值,即
。
现场实际埋深为1.4米和1米,均满足要求。
4)粘结力计算
预埋Φ32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),满足要求。
2、稳定计算
1)分段浇注砼时的稳定计算
砼浇注时不对称荷载偏差考虑50t砼(即为两罐车混凝土重),另其它施工荷载(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
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#段浇注时,稳定计算:
倾覆力矩:
抗倾覆力矩:
安全系数:
2)挂蓝不平衡移动时的稳定计算
挂蓝总重量暂取为55t,挂蓝操作时其它附加荷载取50KN。
动荷载系数取1.4。
施工时挂蓝不平衡移动(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:
最大倾覆力矩:
而第10节段最大抗倾覆力矩:
所以,最大挂蓝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蓝不平衡移动,此时倾覆力矩为:
,完全能满足要求。
3、补充说明
按照计算,采用Φ32钢筋锚筋及C50钢筋砼的临时支座,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(结构各段砼超方、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:
,即为76.61t。
综上计算此临时固结体系的是安全可靠的。
四、临时固结体系的拆除设计
硫磺砂浆具有硬化快、高早强、处理方便、经济安全等优异性。
本桥临时固结体系采用方法是在临时支墩上部施做一层5cm厚的硫磺砂浆,在砂浆中部预埋电阻丝,拆除时只需要对电阻丝通电至硫磺融化,即可轻松拆临时除固结体系。
硫磺砂浆布置示意图
五、临时固结体系说明
1、在本桥临时固结体系设计中优化了两个方面:
第一在临时固结体系预留槽道,为0#块的支架施工提供了方便;
第二在临时固结体系中采用了硫磺砂浆,为拆除提供了方便。
2、检算方法中,没有考虑风荷载等因素,其原因是在检算中已经考虑了极端工况。
3、硫磺砂浆中的电阻丝预埋时,不可与临时固结体系中的钢筋连接。
4、硫磺砂浆在施工时应根据具体的施工地区进行实地试验,在满足强度的要求下得出实际的砂浆配合比及融化温度,为电阻丝的预埋提供依据。
参考文献:
[1]《无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁(双线,40+80+40m)》(通桥(2008)2368A-IV,2008年10月版)铁四院;
[2]《杭甬客专施(桥)-03-II》铁四院;
[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
作者简介:
段钢明,生于1977年8月16日,男,2000年毕业于同济大学铁道与桥梁工程专业,工程师,中铁三局集团二公司,河北石家庄长安区建明北路6号,050031