连续梁施工监控计算书.docx
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连续梁施工监控计算书
新建客货共线
（40+64+40）m预应力混凝土连续梁桥
施工监控计算书
计算：
复核：
审核：
1工程概况
新建（40+64+40）m连续梁，墩号134#～137#，正线间距S＝4.6m，按200km/h（预留250km/h）城际客运专线铁路标准设计，采用悬臂现浇法施工。
1.1结构概况
（40+64+40）m预应力混凝土连续梁，采用悬臂法施工。
梁全长145.5m，计算跨度为（40+64+40）m，中支点处截面最低点梁高5.204m，边跨8.75m直线段截面最低点梁高2.804m，梁底下缘按圆曲线变化。
边支座中心线至梁端0.75m，边支座横桥向中心距4.60m，中支座横桥向中心距4.20m。
截面类型为单箱单室，变高度、变截面箱梁。
底板、腹板、顶板局部向内侧加厚，中支点处局部向外加厚，均按直线线性变化。
全联在端支点、中跨跨中及中支点共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。
挡砟墙内侧净宽9.0m，线路中心至挡砟墙内侧2.2m，桥面宽12.2m，桥梁建筑总宽12.50m（按桥上设置插板式金属声屏障计算）。
1.2施工概况
根据（40+64+40）m连续梁施工设计图，本桥施工采用悬臂浇注，边跨及中跨合拢利用吊架合拢。
该桥施工过程概略如下：
第一阶段：
承台、墩身、托盘、顶帽施工及在0号块现浇支架上浇筑墩顶0#梁段，对称张拉0#块梁段内相应钢束。
第二阶段：
在0#块上墩身两侧对称拼装悬浇挂篮，进行挂篮静载测试后，对称悬浇1#梁段混凝土，对称张拉1#块梁段内相应钢束。
第三阶段：
挂篮前移，墩身两侧对称悬浇2#梁段，对称张拉2#梁段内相应预应力钢束。
第四阶段：
挂篮前移，墩身两侧对称悬浇3#梁段，对称张拉3#梁段内相应预应力钢束。
第五阶段：
挂篮前移，墩身两侧对称悬浇4#梁段，对称张拉4#梁段内相应预应力钢束。
第六阶段：
挂篮前移，墩身两侧对称悬浇5#梁段，对称张拉5#梁段内相应预应力钢束。
第七阶段：
挂篮前移，墩身两侧对称悬浇6#梁段，对称张拉6#梁段内相应预应力钢束。
第八阶段：
挂篮前移，墩身两侧对称悬浇7#梁段，对称张拉7#梁段内相应预应力钢束。
第九阶段：
挂篮前移，墩身两侧对称悬浇8#梁段，对称张拉8#梁段内相应预应力钢束；
同时搭设边跨直线段支架并预压，边跨直线段混凝土浇筑。
第十阶段：
拆除挂篮，安装边跨合拢吊架，边跨临时锁定，边跨合拢段混凝土浇筑，张拉边跨合拢相应钢束。
第十一阶段：
安装中跨合拢吊架，中跨临时锁定，中跨合拢段混凝土浇筑，张拉中跨合拢相应钢束。
第十二阶段：
进行桥面系（桥面栏杆、桥面铺装）施工。
2计算规范与依据
1）《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009）
2）《新建时速200公里客货专线铁路设计暂行规定》（上、下）（铁建设[2005]285号）
3）《铁路桥涵设计规范》（TB10002.1～TB10002.5-2005）
4）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）（局部修订条纹：
铁建设[2010]5号、铁建设[2010]257号）
5）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）局部修订条纹：
铁建设[2009]22号、铁建设[2010]257号）
6）《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）
7）《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）（2009年版）
8）《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）
9）《客货专线高性能混凝土暂行规定》（科技基[2005[101号）
10）《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）
11）《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
12）新建郑州至焦作铁路工程郑州黄河大桥铁路桥梁通用参考图-时速250公里客运专线铁路有砟轨道悬臂现浇预应力混凝土连续梁（双线）（40+64+40）m连续梁（图号：
专桥（2010）2267A-Ⅴ）
13）其他相关规范、规程
3计算基本资料及参数选取
3.1基本资料
3.1.1技术指标
1）设计速度：
客车250Km/h及以下，货车160Km/h（C62、C64为80Km/h）及以下。
2）线路情况：
双线，正线间距为4.6m；直、曲线，最小曲线半径4000m，困难条件下按3500m进行检算。
3）环境类别及作用等级：
一般大气条件下无防护措施的地面结构，环境类别为碳化环境，作用等级为T1、T2。
4）设计使用年限：
正常使用条件下梁体结构设计使用寿命为100年。
5）长大货车检算类型：
本设计仅对常用D2、D30、D35列车通过时进行检算。
6）施工方法：
桥位悬臂浇筑施工。
7）地震烈度：
本结构适用于设防烈度八度及以下（地震动峰值加速度Ag≤0.3g）地区。
8）养护维修方式：
桥上不设人行道检查车。
3.1.2主要材料
1）混凝土
梁体混凝土强度等级为C50，封锚采用强度等级为C50的干硬性补偿收缩混凝土，挡砟墙、遮板、电缆槽竖墙混凝土强度等级为C40；电缆槽盖板可采用RPC-H混凝土或C40混凝土，其中RPC-H混凝土性能指标应满足《客运专线活性粉末混凝土（RPC）材料人行道挡板、盖板暂行技术条件》要求。
2）预应力体系
①纵向预应力体系
纵向预应力筋采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003预应力钢绞线，抗拉强度标准值为fpk=1860MPa，弹性模量为Ep=195GPa。
锚具应符合《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》（TB/T3193-2008），金属波纹管应符合《预应力混凝土用金属波纹管》（JG225-2007）要求。
纵向预应力筋管道形成采用内径为90mm和80mm的镀锌金属波纹管成孔，锚固体系采用自锚式拉丝体系，张拉采用与之配套的机具设备；合拢段处纵向预应力筋镀锌金属波纹管采用增强型，其它可采用标准型。
②横向预应力体系
横向预应力筋采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003预应力钢绞线，抗拉强度标准值为fpk=1860MPa，弹性模量为Ep=195GPa。
锚固体系采用BM（P）15-4锚具及配套的支承垫板，锚具应符合《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》（TB/T3193-2008）。
张拉体系采用YDC240Q型千斤顶，管道形成采用70×19mm扁形镀锌金属波纹管成孔，金属波纹管应符合《预应力混凝土用金属波纹管》（JG225-2007）要求。
③竖向预应力体系
竖向预应力筋采用
25mm高强精轧螺纹钢筋，型号为PSB785，应符《预应力混凝土用螺纹钢筋》（GB/T20065-2006）要求；抗拉强度标准值为fpk=785MPa，弹性模量为Ep=200GPa，锚固体系采用JLM-25型锚具。
张拉体系采用YC60A型千斤顶，管道形成采用内径φ35mm铁皮管成孔。
3）普通钢筋
普通钢筋采用HPB235和未经高压穿水处理过的HRB335钢筋，其技术条件应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分：
热轧光圆钢筋》（GB1499.1）和《钢筋混凝土用钢第2部分：
热轧带肋钢筋》（GB1499.2）的规定。
HRB335钢筋的化学成分C+Mn/6应小于或等于0.5%。
4）支座
采用客运专线铁路桥梁盆式橡胶支座（图号：
专桥（2007）8360）或铁路连续梁球型钢支座（图号：
专桥（2009）8361（G）），根据列车活载类型及桥梁处地震区动峰值加速度确定支座吨位及钢板的类型，安装方式详见专桥（2011）2267A-V-变63～64图。
3.2主要参数选取
3.2.1恒载
1）结构自重
①混凝土：
C50（梁体）、C35（承台、墩身、托盘、顶帽）、C50（支座垫石），其容重取26kN/m3（梁体）、25kN/m3（承台、墩身、托盘、顶帽、支座垫石）
②预应力
a）纵、横向预应力
标准抗拉强度：
fpk=1860Mpa
弹性模量：
Ep=1.95×105Mpa
锚下张拉控制应力：
按设计图纸给定的张拉控制应力计入
波纹管摩阻系数：
=0.26
孔道偏差系数：
κ=0.003
一端锚具回缩：
0.006m
钢绞线松弛系数：
按照《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规》（TB10002.3-2005）第6.3.4条规定计入
b）竖向预应力
标准抗拉强度：
fpk=785Mpa
弹性模量：
Ep=2.0×105Mpa
锚下张拉控制力：
350KN/根
波纹管摩阻系数：
=0.35
孔道偏差系数：
κ=0.003
一端锚具回缩：
0.006m
钢绞线松弛系数：
按照《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规》（TB10002.3-2005）第6.3.4条规定计入
2）二期荷载：
187.4kN/m
3）混凝土收缩徐变
按老化理论计算混凝土的收缩徐变，收缩速度系数0.00625，收缩终极值0.00015，徐变增长速率0.00556，徐变终极值2.0。
4）基础部不均匀沉降：
以10mm计
3.2.2活载
1）列车荷载
郑焦线：
采用ZK标准活载
京广线：
采用中-活载普通活载
2）动力系数
动力系数按《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009）第7.2.7条计算：
ZK活载1+μ=1+（
）
式中Lφ为梁的加载长度，以米计。
中-活载1+μ=1+α（
）
式中L为梁的计算长度，以米计。
3.2.3附加力
1）温度变化作用
按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3—2005）第4.3.10~12条规定计入。
整体升温取值40℃；整体降温取值40℃。
2）制动力
制动力按《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009）第7.2.10条规定计入。
3.2.4特殊荷载
仅计入施工荷载
挂篮自重：
60t
吊架自重：
40t
3.2.5荷载组合
分别以主力、主力+附加力进行组合，取最不利组合进行计算。
主力和主力+附加力组合如下：
1）主力
组合Ⅰ：
自重+活载+预应力+混凝土收缩徐变+二期恒载
组合Ⅱ：
自重+活载+预应力+混凝土收缩徐变+二期恒载+基础沉降
2）主力+附加力
组合Ⅲ：
自重+活载+预应力+混凝土收缩徐变+二期恒载+温度变化+制动力
组合Ⅳ：
自重+活载+预应力+混凝土收缩徐变+二期恒载+基础沉降+温度变化+制动力
4计算模型
采用桥梁结构分析专用程序桥梁博士V3.03建模，进行各施工阶段、成桥状态的恒载、活载、预应力、混凝土收缩徐变等荷载作用下的分析计算。
4.1结构离散
参照有砟轨道（40＋64＋40）m悬臂现浇预应力混凝土连续梁（双线）（图号：
专桥（2011）2267A-V）设计图纸将该桥各个阶段离散为梁单元。
单元划分考虑施工节段、变截面、支座等因素，计算模型中根据悬臂施工梁段的划分、支点、跨中、截面变化点等控制截面将全桥划分为55个单元。
图4-1、图4-2和图4-3分别为该桥的三维模型图、单元离散图和全桥钢束图。
图4-1三维模型图
图4-2单元离散图
图4-3全桥钢束图
135#墩顶支座为固定支座，采用与桥墩竖向和纵桥向水平的主从约束模拟，其余墩顶支座采用与桥墩仅竖向的主从约束模拟，边跨直线段现浇支架考虑到施工时为一次浇筑完成并进行了预抬，故边跨现浇钢管桩采用134#（137#）墩支座的弹性刚度。
悬臂浇注施工过程中的墩梁固结钢管桩设置在距主墩支座中心线2.55m处，采用竖向弹性支座模拟。
墩顶箱梁截面参数与相邻截面参数一致，其多余混凝土转化为集中荷载施加于墩顶位置；各块段内齿板在计算模型中不予考虑，均转化为集中荷载施加于相应块段上。
桥面铺装及附属设施，以均布荷载施加于箱梁上。
施工挂篮，以一对集中荷载施加于悬臂端。
计算模型中各单元划分与原施工设计图梁体节段的对应关系见所示表4-1。
表4-1桥博模型单元与施工设计图梁体节段的对应关系表
方向
梁段号
单元号
方向
梁段号
单元号
小里程侧
A10
1～4
小里程侧
B8
29
A9
5
B7
30
A8
6
B6
31
A7
7
B5
32
A6
8
B4
33
A5
9
B3
34
A4
10
B2
35
A3
11
B1
36
A2
12
A0
37～42
A1
13
A1
43
A0
14～19
A2
44
B1
20
A3
45
B2
21
A4
46
B3
22
A5
47
B4
23
A6
48
B5
24
A7
49
B6
25
A8
50
B7
26
A9
51
B8
27
A10
52～55
B0
28
4.2施工阶段模拟
根据设计图纸所示施工阶段将本桥划分为39个施工阶段，各施工阶段的施工工作内容及施工工期如图4-4所示，如项目部实际施工阶段或者施工阶段周期有变化，请及时反馈，以便调整。
图4-4施工阶段划分图
阶段号
施工工期
（天）
计算简图
工作内容
1
60
承台、墩身施工
2
28
0#块施工阶段
3
2
张拉0#号块预应力T1、
M1、F1；并灌浆
4
1
安装挂篮，按照60t考虑
续图4-4施工阶段划分图
阶段号
施工工期
（天）
计算简图
工作内容
5
6
浇筑1＃块混凝土，并养护
6
1
张拉1＃块预应力T2、M2，并灌浆
7
1
移动挂篮，绑2＃块钢筋
8
6
浇筑2＃块混凝土，并养护
续图4-4施工阶段划分图
阶段号
施工工期
（天）
计算简图
工作内容
9
1
张拉2＃块预应力T3、M3，并灌浆
10
1
移动挂篮，绑3＃块钢筋
11
6
浇筑3＃块混凝土，并养护
12
1
张拉3＃块预应力T4、M4，并灌浆
续图4-4施工阶段划分图
阶段号
施工工期
（天）
计算简图
工作内容
13
1
移动挂篮，绑4＃块钢筋
14
6
浇筑4＃块混凝土，并养护
15
1
张拉4＃块预应力T5、M5，并灌浆
16
1
移动挂篮，绑5＃块钢筋
续图4-4施工阶段划分图
阶段号
施工工期
（天）
计算简图
工作内容
17
6
浇筑5＃块混凝土，并养护
18
1
张拉5＃块预应力T6，并灌浆
19
1
移动挂篮，绑6＃块钢筋
20
6
浇筑6＃块混凝土，并养护
续图4-4施工阶段划分图
阶段号
施工工期
（天）
计算简图
工作内容
21
1
张拉6＃块预应力束T7，并灌浆
22
1
移动挂篮，绑7＃块钢筋
23
6
浇筑7＃块混凝土，并养护
24
1
张拉7＃块预应力束T8，并灌浆
续图4-4施工阶段划分图
阶段号
施工工期
（天）
计算简图
工作内容
25
1
移动挂篮，绑8＃块钢筋
26
6
浇筑8＃块混凝土，并养护
27
1
张拉8＃块预应力束T9，并灌浆
28
6
拆除挂蓝,
浇筑边跨现浇段
续图4-4施工阶段划分图
阶段号
施工工期
（天）
计算简图
工作内容
29
1
安装吊架
30
6
浇筑边跨合拢段
31
1
拆除边跨现浇支架及边跨吊架，解除墩梁临时固结
32
10
边跨预应力张拉T11、F2、F3、SW1~SW3、SB1~SB5，并灌浆
续图4-4施工阶段划分图
33
6
浇筑跨中合拢段
34
1
拆除中跨吊架,进行体系转换
35
1
张拉跨中合拢部分预应力B1、B2、H，并灌浆
36
9
张拉跨中合拢预应力T10、F3、B3-B7、W1-W4，并灌浆
36
60
停梁60天
续图4-4施工阶段划分图
38
30
二期恒载187.4kN/m
39
3650
收缩徐变3650天
4.3施工阶段计算结果
4.3.1各施工阶段累计位移
该桥单元划分图如图4-5所示,图中示出了节点号与块段号的对应关系，仅示出桥梁一半结构。
图4-5单元划分图
表4-2各施工阶段累积竖向位移表（单位：
mm）
节点号工况
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
0#张拉前
-0.2
-0.2
0#张拉后
-0.2
-0.2
1#张拉前
-0.1
-0.3
-0.3
-0.1
1#张拉后
0.1
-0.2
-0.2
0.1
2#张拉前
-0.2
-0.1
-0.3
-0.3
-0.1
-0.2
2#张拉后
0.6
0.3
-0.2
-0.2
0.3
0.6
3#张拉前
-0.6
0.1
0.0
-0.4
-0.4
0.0
0.1
-0.6
3#张拉后
1.1
1.0
0.4
-0.2
-0.2
0.5
1.1
1.2
4#张拉前
-1.3
0.1
0.4
0.1
-0.4
-0.4
0.1
0.5
0.1
-1.3
4#张拉后
1.9
2.0
1.4
0.6
-0.2
-0.2
0.6
1.5
2.1
2.0
5#张拉前
-2.3
-0.1
0.7
0.7
0.2
-0.4
-0.4
0.2
0.8
0.8
-0.1
-2.3
5#张拉后
2.5
3.0
2.6
1.6
0.6
-0.3
-0.3
0.6
1.7
2.6
3.0
2.5
6#张拉前
-3.8
-0.9
0.7
1.1
0.9
0.2
-0.4
-0.4
0.2
0.9
1.2
0.7
-0.9
-3.8
6#张拉后
-0.6
1.3
2.1
2.0
1.3
0.4
-0.4
-0.4
0.4
1.3
2.0
2.2
1.3
-0.6
7#张拉前
-6.1
-6.1
-2.7
-0.5
0.4
0.4
-0.0
-0.6
-0.6
0.0
0.5
0.4
-0.5
-2.6
-6.1
-6.1
7#张拉后
0.5
-1.3
0.6
1.6
1.6
1.1
0.3
-0.5
-0.5
0.3
1.1
1.7
1.6
0.6
-1.3
0.6
8#张拉前
-9.5
-8.2
-7.9
-4.0
-1.5
-0.2
0.1
-0.2
-0.7
-0.7
-0.2
0.1
-0.2
-1.4
-4.0
-7.9
-8.2
-9.5
-9.5
8#张拉后
-3.6
-3.8
-4.7
-1.8
-0.1
0.6
0.5
-0.0
-0.6
-0.6
-0.0
0.5
0.6
-0.0
-1.8
-4.7
-3.8
-3.6
-3.6
边跨合拢后
-2.0
-0.0
1.8
9.9
16.7
21.7
24.7
24.4
25.7
24.1
20.4
15.3
10.3
5.2
-6.5
-10.2
-13.9
-18.6
-23.8
-30.0
-37.1
-40.3
-44.2
-43.6
中跨合拢后
-1.3
-0.1
1.1
6.2
10.1
13.4
14.1
12.2
12.8
11.6
9.0
5.9
3.2
0.9
-1.6
-1.1
-0.2
1.1
2.0
1.8
-0.1
0.6
-1.4
-0.7
二期铺装后
-1.3
-0.1
0.9
5.6
9.2
12.4
13.1
11.6
12.4
11.7
9.6
6.7
3.9
1.3
-3.5
-4.3
-4.9
-5.7
-6.9
-9.1
-12.6
-13.1
-15.6
-14.8
10年后
-3.0
-1.2
0.4
7.3
12.7
16.6
17.7
15.6
15.3
13.1
9.6
5.4
1.7
-1.6
-6.9
-7.6
-7.5
-7.0
-6.3
-6.4
-7.7
-6.4
-7.8
-7.0
注：
表中数字正值表示本阶段节点挠度相对于变形前向上，负值表示本阶段节点挠度相对于变形前向下。
各施工阶段累积位移如图4-6～图4-44所示。
图4-6第1施工阶段累计竖向位移图
图4-7第2施工阶段累计竖向位移图
图4-8第3施工阶段累计竖向位移图
图4-9第4施工阶段累计竖向位移图
图4-10第5施工阶段累计竖向位移图
图4-11第6施工阶段累计竖向位移图
图4-12第7施工阶段累计竖向位移图
图4-13第8施工阶段累计竖向位移图
图4-14第9施工阶段
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