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连续梁临时固结的设计与检算

连续梁临时固结的设计与检算
摘要:连续梁悬臂施工时,为保证悬臂浇筑稳定施工需墩梁临时固结,相应的临时固结的设计与检算成为必不可少的关键步骤。

关键词:连续梁;临时固结;不平衡弯矩
中图分类号:u448.21+5文献标识号:a文章编号:
1.工程概况
五o四厂黄河大桥(68.8+125+68.8)m预应力混凝土连续箱梁桥[1],桥墩采用实体式矩形桥墩,基础采用钻孔灌注桩基础。

上部结构为单箱单室的变截面梁,跨中梁高为3.0m,支点梁高为7.0 m,箱梁采用二次抛物线变截面单箱单室断面。

桥面宽为18.0m,其中行车道宽为14.0m。

本桥采用挂篮悬臂施工方式,悬臂施工法是预应力混凝土连续梁桥的主要施工方法,0#块长度为11m,边跨合拢段和中跨合拢段长度均为2m,1#~14#节段及合拢段梁段采用挂篮悬臂浇筑。

为保证悬臂浇筑稳定施工时墩顶墩梁临时固结。

2. 临时固结受力分析及计算模型建立
梁上荷载主要包括梁体自重、梁上的挂篮、施工人员及机具等重量。

梁体自重:最大双悬臂状态下,梁上的自重为:65240kn;梁上的挂篮荷载(按每个挂篮800 kn计)估算为:2×800kn=1600 kn;施工人员及机具总重估算为:1000 kn。

梁体产生不平衡弯矩的因素分析:
(1)假设只在梁体一端作用一个集中力:f=1.3×
600+100+200=1080 kn(1.3为冲击系数,其中考虑了一端挂篮坠落的极端情况和人员机具的偏载(设为100 kn)以及两端梁体混凝土浇注不平衡重200 kn)。

(2)箱梁浇筑过程中可能产生的局部超方,取砼总量的3%计算。

按最不利情况考虑,超方集中在悬臂的一侧。

砼总量2509m3,按3%超方量计算,由此产生的均布力为:
2509×0.03×26/61.5=32.1 kn/m
(3)风荷载[2]
悬臂状态的主梁在风作用下将产生竖向力。

悬臂梁的施工中除考虑风荷载对称加载外,还应考虑不对称加载的工况,不对称系数可取0.5。

依据施工图纸[1]、施工工序及考虑上述产生不平衡弯矩的因素,利用桥梁博士软件建立计算模型,如图一所示:
图一计算模型示意图
根据设计图纸所示各施工阶段的施工工作内容如表一所示。

表一施工阶段划分表
由计算模型计算可得梁体所受到的支反力为
偏载引起的不平衡弯矩为
图二临时固结受力图
3.临时固结设计
在悬臂浇注施工过程中,在桥墩顶面(0#块梁底)设置4个0.7m (宽)×3m(长)的临时支墩(见图三),临时支墩采用标号c50
的混凝土块,每个临时支墩内部配置φ32,psb930高强精轧螺纹钢筋22根,同时配置适当的普通钢筋。

精轧螺纹钢筋埋入桥墩150cm,埋入梁体150cm。

在临时支座底面、顶面各设一层塑料薄膜(或油毛毡)隔离层。

临时支座中心距离桥墩中心纵向距离1.4m。

图三临时固结平面图
4. 临时固结的强度检算
混凝土支墩抗压强度检算[3]
临时混凝土支墩的最大压力为f2=81300kn,桥墩一侧临时支墩的受压面积为:2×3×0.7=4.2m2
混凝土的压应力 81300/4.2=19.4mpa <35.0mpa(c50混凝土的轴心抗压强度标准值fck=35.0mpa。

)
计算中未计高强螺纹钢筋和永久支座分担一部分压力等有利因素,因此,混凝土支墩强度满足安全性要求。

高强螺纹钢筋抗拉强度检算[3]
单根高强螺纹钢筋的抗拉(压)力:803.84×930=747571n=747.6 kn
桥墩一侧临时支墩44根高强螺纹钢筋的抗拉(压)力:747.6×44=32894.4 kn > f1(12400 kn),因此,高强螺纹钢筋抗拉强度满足安全性要求。

抵抗不平衡弯矩能力检算[4]
桥墩一侧共44根高强螺纹钢筋,能够抵抗的最大不平衡弯矩是:m=2×22×747.6×3.2=105262kn﹒m > 76020×1.3=98826kn﹒m 高强螺纹钢筋能够满足抵抗最大不平衡弯矩的要求,安全系数为n=105262/76020=1.38。

5.施工注意事项
墩顶临时支座需设置成宽0.7 m,长度3.0 m的c50钢筋混凝土支座。

临时支座内的精轧螺纹钢筋锚入梁体及墩身各1.5 m,并在端部设置锚板。

精轧螺纹钢筋尽量锚固到梁体的腹板内,如果锚固到箱梁底板上,则必须设置锚具,锚具下设置螺旋抗压钢筋。

参考文献
1 五o四厂黄河大桥施工图纸
2 公路桥梁抗风设计规范(jtg/t d60-01-2004)
3 赵建昌.混凝土结构设计原理.北京:中国铁道出版社,2004.8
4 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtg
d62-2004)。

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