连续梁悬臂浇筑临时固结验算书.doc

鹤壁至辉县高速公路工程 南水北调大桥(70＋120＋70)m连续梁悬臂浇筑 0#块墩梁临时固结验算书 施工单位:中城建鹤壁至辉县高速公路项目部 计算:江光军 2014年3月 1. 计算依据 (1) 鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥设计图； (2)《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004》； (3)《钢管混凝土结构技术规程CECS 28 : 2012》； (4)《混凝土结构设计规范GB 50010-2002》； (5)《钢结构设计规范GB 50017-2003》。 2. 临时固结概述 悬臂法施工时，主墩临时固结（临时支座）是上部构造施工安全和质量的关键工序，施工临时支座时，应确保其施工质量。连续梁在采用分段悬臂浇筑过程中，永久支座不能承受施工中产生的不平衡力矩，需采取临时锚固措施，以提供竖向支撑、抵抗施工中产生的各种不平衡力矩，保证“T”构平衡。同时，验算不考虑固定支座受力（并不是固定支座不能受力，而是因为墩梁固结后，在悬臂荷载作用下，固定支座受力很小，所以不予考虑，这样偏安全），所有荷载均由临时支座(支撑)承担。 本桥设计文件提供了临时固结方案，采用“墩顶临时垫块”和“墩外钢管支撑加预应力”两套措施。并要求施工单位“自行补充构造细节”，作必要的计算，选择支撑钢管的根数、尺寸、规格及预应力数量。 根据现行连续梁悬臂施工临时固结的习惯做法，一般只在墩顶或墩外采用一套固结措施，以提供竖向支撑、抵抗施工中产生的不平衡力矩。本着这一思路，施工单位拟对本桥采用墩外钢管柱加锚固钢筋，取消预应力，取消墩顶临时垫块的施工方案。 3. 临时固结验算 3.1悬臂施工荷载组合 设计文件未提供不对称荷载作用时的支座不平衡弯距数据，现对桥墩两侧悬臂施工不平衡荷载设定为： a、浇筑混凝土相差1/4个梁体节段； b、移动挂篮时相差一个梁段； c、风荷载； d、结构自重； e、其它施工荷载，以荷载系数计入。 a、b两项取其中最大者与c、d进行荷载组合，计入荷载系数，以此计算出单根临时固结立柱的最大轴力及最小轴力。 临时固结支撑布置图 3.2不同工况下不平衡力距产生的支座反力(轴力)计算 连续梁在双伸臂过程中所产生的不平衡力矩，当条件相同时，距离越远力矩越大，所以取最后一个节段即第15节段计算。 a、浇筑混凝土相差1/4个梁体节段 假定浇筑混凝土时相差1/4梁段，当浇筑第15节梁段时，示意图如下 ： 该段梁体长为4m，重量为1045KN，考虑混凝土超灌系数1.05，动载系数1.2，不平衡荷载为： 1045/4×1.05×1.2=329KN， 取节段中点为力作用点,距一侧支撑距离为54m，不平衡荷载产生的支座反力计算如下： R拉 =329×54/6=2961KN R压 =329+2961=3290KN b、移动挂篮时相差一个梁段 浇筑第15节梁体前，挂篮在第14节梁体上移动，当一侧挂篮到位时，距临时支撑52m，另一侧挂篮如果未动，距临时支撑48m，挂篮重量按80T=80×10=800KN计算，如下图所示： 由此不平衡荷载产生的支座反力计算如下： R拉 ×6＋800×54=800×52 R拉 =800×(52-54)/6=-267KN R拉为负值,说明计算结果临时支座未出现拉力。显然，“浇筑混凝土相差1/4个梁体节段”比“移动挂篮时相差一个梁段”产生的不平衡反力大得多，所以，不平衡荷载组合只需考虑a项。 c、风荷载计算 （1）风荷载参照《公路桥涵设计通用规范》提供的公式计算： Fwh=K0F1F3WDAWH 式中： Fwh—横桥向风荷载标准值（KN）； WD—设计基准风压（KN/㎡） 迎风面积按上图计算： AWH1=59×3=177㎡ AWH2=4.5/2×59=133㎡ （3）风荷载计算 将以上各项数据代入公式： Fwh1=K0F1F3WDAWH=0.75×1×1×0.4×177=53KN Fwh2=K0F1F3WDAWH=0.75×1×1×0.4×133=40KN (4)由风荷载产生的不平衡拉(压)力 风荷载受力简图如上图所示，单侧立柱4根，上端与梁体锚固，下端锚固在桥墩承台上，为一框架结构，可用结构力学求解器解算。将梁体视为刚体，下端支座按固结，计算参数只需计算立柱的EA、EI值。 EA、EI值计算表 材质 规格 E(KN/m2) I(m4) A(m2) EI EA Q235 φ630×10mm 2.06×108 0.000756 0.0156 155736 3213600 C40 φ614mm 3.25×107 0.007 0.2961 227500 9623250 风荷载受力图 风荷载轴力图 如上图所示,由风荷载产生的不平衡轴力为±96KN d、结构自重