8临时固结计算
单单幅主墩临时固结设计为每侧4根直径800×10mm钢管混凝土柱加钢筋与梁体进行临时固结。
为方便现场施工拟更改为在墩身设置0.4×3.5m×3尺寸的混凝土临时支座加28钢筋与梁体联接形成临时固结的方式。
图8.1 临时固结布置图
8.1 工况分析
考虑正常施工的情况,即以下两种工况。
工况1:悬浇节段工况,即在浇筑混凝土时,考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用,不同步浇筑节段混凝土的重量差为20t(8m3)。
工况2:挂篮行走工况,即在挂篮行走时,考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用的同时,不同步移动挂篮。
两种工况的荷载分别计算,不会同时产生。
偶然作用下,非正常状况出现时,考虑以下工况。
工况3:P23#墩在悬浇10块段时,以单侧挂篮掉落为最不利状态。
8.2 正常施工分析
临时固结荷载为竖向荷载和不平衡弯矩。
竖向荷载计算如下:
临时支墩所承受的竖向力为混凝土自重,考虑人群机械及冲击荷载,
则: 混凝土重量为:4895.7t,(0号块和2倍的1至10号块)
菱形挂篮及模板重量为120t,则竖向荷载为:
1200×2+48957=51357kN
最大不平衡弯矩计算考虑的不平衡荷载有:
(1)一侧混凝土自重超重5%;
(2)一侧施工线荷载为0.48kN/m2,另一侧为0.24KN/m2(即考虑机具、人群荷载);
(3)施工挂篮的动力系数,一侧采用1.2,另一侧采用0.8;
(4)另一侧风向上吹,按风压强度W=0.25kPa;
(5)节段浇筑不同步引起的偏差,控制在20t(8m3)以下;
(6)挂篮行走不同步,挂篮自重120t。
根据工况分析及规范要求,可得荷载组合:
组合一:(1)+(2)+(3)+(4)
组合二:(1)+(2)+(3)+(5)
组合三:(1)+(2)+(4)+(6)
为简化计算,箱梁单侧混凝土偏载的5%重量按均布荷载施加在连续梁上,以最远端的10号块为计算节段,其自重为168.5t,距离墩中心为45.7m,则:
(1) 24478.5×5%=1223.9kN
(2)(0.48-0.24)=0.24kN/m2
(3)120×10×(1.2-0.8)=480kN
(4) 0.25kN/m2
(5)20×10=200kN
(6)120×10=1200kN
组合一:M=1223.9×22.85+0.24×21.25×45.7×22.85+480×45.7+0.25×21.25×45.7×22.85=60775.3kN.m
组合二:M=1223.9×22.85+0.24×21.25×45.7×22.85+480×45.7+200×40.9=63407.8kN.m
组合三:M=1223.9×22.85+0.24×21.25×45.7×22.85+0.25×21.25×45.7×22.85+1200×4.8=44599.3kN.m
按照设计文件要求,临时固结措施要承受中支点处最大不平衡弯矩63407.8KN.m及相应竖向支反力52780.9KN,检算时取设计与计算的较大值,即
最大支撑力为52780.9KN ,最大不平衡弯矩为63407.8KN.m 。
由平衡方程得:
L
R M LR N
R R A B B A +==+倾
得出反力公式为: kN L M NL R kN L M NL R B A 1.507783.128.634073.19.5278028.20023.128.634073.19.527802=⨯+⨯=+==⨯-⨯=-=
倾倾 正常施工状态时临时固结均受压,其中反力R B 压力最大,为确保安全仅考虑
混凝土受力,MPa A R B 09.12)35.34.0/(1.50778/=⨯⨯==σ小于C50混凝土的抗压强度32.4 MPa 。
8.3 偶然状态分析
当出现工况3的偶然情况时,P22#墩在悬浇10块段前,以单侧挂篮掉落为最不利状态。
此时P22#墩上部连续梁总重量为45583kN ,单个挂篮按设计取1200kN 。
对应组合四:组合三:(1)+(2)+(4)+(7),(7)挂篮掉落1200kN,
M=1139.6×20.45+0.24×21.25×40.9×20.45+0.25×21.25×40.9×
20.45+1200×40.9=81093.9,此时对应临时固结承受的总重力为:47922.6kN ,
由平衡方程得:
L
R M LR N
R R A B B A +==+倾
得出反力公式为:
kN L M NL R kN L M NL R B A 2.551513.129.810933.16.4792227.72283.129.810933.16.479222=⨯+⨯=+=-=⨯-⨯=-=
倾倾 反力R A 为拉力仅考虑预埋的28钢筋受力,28钢筋面积A=615.8mm 2,标准强度
设计值取300 MPa ,单根力=615.8×300=184.7kN,故需要设置钢筋根数
=7228.7/184.7=40根,考虑其他不利因素,拉力按2倍设置,配置钢筋80根。
其中反力R B 压力最大,为确保安全仅考虑混凝土受力,
MPa A R B 1.13)35.34.0/(2.55151/=⨯⨯==σ小于C50混凝土的抗压强度32.4 MPa 的1/2。
当单侧采用C50混凝土临时支座尺寸在0.4×3.5m ,共计3个,预埋28钢筋根数不小于80根时,可以满足最不利状态下的抗压、抗倾覆要求。