连续梁墩梁临时固结计算.doc

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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/TF50-2011）

（4）《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/TD60-01-2004）

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）=33027KN

2）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26KN/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。

（5）荷载参数

梁段重量及相关荷载参数表

梁段编号

0a#

0b#

1#

2#

3#

4#

5#

6#

7#

8#

9#

10#

长度（m）

2.25

2

3

3.5

3.5

3.5

3.5

4

4

4

4

4

距离支座中心（m）

1.5

3.55

6.05

8.3

11.8

15.3

18.8

22.8

26.8

30.8

34.8

38.8

梁段重量Q（KN）

1146

845

1209

1329

1249

1179

1117

1214

1097

996

974

963

超重3%重量（KN）

34

25

36

40

37

35

34

36

33

30

29

29

（6）荷载计算

在施工中，悬臂浇筑到最后节段，如果没有做好挂篮锚固，会发生挂篮连带混凝土坠落事故，为最不利的工况，此时不平衡力矩由以下三部分组成：

1）悬臂两侧不均匀重量偏差3%引起的弯矩；

M1=∑0.03GiLi=0.03×235856=7076KN·m

2）最大悬臂时单侧挂篮及混凝土坠落引起的弯矩；

M2=（963+60）×38.8=39692KN·m

3）风荷载引起的弯矩。

根据《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/TD60-01-2004）4.5.1,“悬臂施工的桥梁，除了对称加载外，还应该考虑不对称加载工况，……，不对称系数可取0.5”如下所示。

竖向风载：

Pv=1/2ρVd²CvB

ρ=1.25kg/m³，K1=1.07，CV=0.4，B=13.65m

Vd=K1V10=1.07×28.6=30.6m/s；

Pv=1/2×1.25×10×30.6²×0.4×13.65=31953N/m=31.95KN/m

M3=0.5×1/2×Pv×L²=0.5×1/2×31.95×38.8²=12024KN·m

根据设计要求抗倾覆稳定系数不得小于1.5，则不平衡力矩：

M=1.5×（7076+39692+12024）=88188KN·m

5、墩梁临时固结结构内力设计计算

临时支座作用时，永久支座不受力，悬臂T构倾覆固结结构的力学特征简图如下图所示：

视永久支座不受力，悬臂T构倾覆荷载均由临时固结结构承担。

按此条件求得临时固结结构的内力计算方程为：

由以上方程求得：

=-21013kN；=54040kN。

式中L为左右临时支座中心距离桥墩中心距离，为1.175m。

为负值，表明T构发生最大倾覆荷载时临时支座承受拉应力。

（2）计算受拉侧的锚固钢筋的承拉力

受拉侧的临时支座设置标强300MPa、直径φ32mm三级螺纹钢筋，总计94根。

材料属性为：

截面面积A=804.2mm²，标准强度设计为300MPa,单根承受拉力为

F0=804.2×300=241KN，设置94根螺纹钢为F=241KN×94=22654KN>，满足倾覆锚筋抗拉力要求。

（3）计算受压侧的钢筋混凝土临时支座的抗压能力

临时支座横截面尺寸为：

1.7m×0.55m，最大竖向力为54040kN，支座混凝土采用C50，设计强度标准值为32.4MPa，压应力为：

σ=54040/（2×1.7×0.55）=28.9MPa<32.4MPa,临时支座在不考虑设置钢筋的情况下即可满足要求。

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