支架与连续梁施工计算培训讲义

桥梁临时施工结构设计与计算培训讲义2桥梁临时施工结构设计与计算目录一、满堂支架设计二、钢管立柱支架设计三、连续梁（刚构）0号段托架设计四、连续梁墩梁临时固结设计五、连续梁合龙临时锁定设计3桥梁临时施工结构设计与计算目录一、满堂支架设计二、钢管立柱支架设计三、连续梁（刚构）0号段托架设计四、连续梁墩梁临时固结设计五、连续梁合龙临时锁定设计4桥梁临时施工结构设计与计算前言连续梁（刚构）0号段托架设计、连续梁墩梁临时固结设计、连续梁合龙临时锁定设计这三部分，属于连续梁施工的三个方面，并不系统；且连续梁合龙锁定设计属于设计院主体结构设计的范畴，施工单位一般不必进行设计。鉴于以上两点，本课件按连续梁施工进行系统说明。主要内容包括0#墩托架设计、墩梁固结、挂篮施工、边跨直线段施工，合龙段施工、连续梁施工要点等几个方面进行介绍。5桥梁临时施工结构设计与计算四、连续梁施工设计4.1概述4.20#块托架设计4.3连续梁墩梁固结设计4.4挂篮设计4.5边跨直线段施工4.6合龙段设计4.7连续梁施工要点6桥梁临时施工结构设计与计算4.1概述——连续梁与连续刚构的异同1、连续梁与刚构的区别：前者墩顶有支座，后者墩梁固结。2、连续梁与连续刚构的施工区别：连续梁桥施工时要先实行墩梁固结，以保证施工时的稳定性，并在边跨合龙后解除(即体系转换)；连续刚构桥无需体系转换，其余部分施工方法相同。7桥梁临时施工结构设计与计算施工方法：连续梁(刚构)的常规施工方法为悬臂浇筑法。又叫挂篮施工，是连续梁施工工艺的一大进步，这种方法克服了受地形、江河等不利自然条件施工桥梁的限制。4.1概述——连续梁(刚构）的施工方法8桥梁临时施工结构设计与计算4.1概述——连续梁(刚构）的施工过程施工过程：先利用支架在墩顶两侧立模施工0#块，然后根据梁段的划分利用挂篮分节段逐步对称完成T构，再进行边跨，合龙、体系转换，最后进行中跨合龙。9桥梁临时施工结构设计与计算4.1概述——连续梁(刚构）的施工过程下部结构施工安装永久支座设置临时支座墩梁临时锚固搭设0#块支架支架预压0#块施工挂篮预压对称悬臂浇筑边跨直线段支架施工边跨直线段现浇施工0#块上安装挂篮边跨合龙段劲性骨架安装边跨合龙第一次体系转换中跨合龙中跨合龙段劲性骨架安装第二次体系转换10桥梁临时施工结构设计与计算4.20#块支架法施工1）满堂脚手架法：满堂脚手架法应用于墩底基础条件较好，且墩高度较低的0号块。此方法简单，施工安全可靠。2）钢管支架法：钢管支架法应用于墩底基础较差，且墩高度不大的0号块。此方法所需材料较少，施工速度较快，施工安全可靠。3）膺架法：膺架法适用于墩身较高，或墩低基础条件较差，堂脚手架无法搭设或搭设高度过大的0号块。此方法工艺较为复杂，但施工速度快，用料省，经济节约。4）……11桥梁临时施工结构设计与计算4.20#块支架法施工1）满堂脚手架法2）钢管支架法3）膺架法4）……12桥梁临时施工结构设计与计算4.20#块支架法施工4）膺架与挂篮代替施工支架0#块分为两部分，一部分位于墩顶，采用在墩顶两侧横桥向设置膺架施工；另一部分0#块在纵桥向超出墩顶两侧，采用挂篮施工。13桥梁临时施工结构设计与计算4.20#块支架法施工1）满堂脚手架法2）钢管支架法3）膺架法4）……无论哪种方法，0号的支架均需按承重荷载的1.2倍进行预压，以消除非弹性变形和测量弹性变形，同时也是对支架安全性进行检验。0#块浇筑时，应根据其高度和混凝土数量分一次、二次和三次浇筑。尽量采用一次浇筑，以减少施工缝和减少施工工序。0号块混凝土浇筑原则：对称、连续不间断（混凝土不出现初凝）。14桥梁临时施工结构设计与计算4.20#块支架法施工0#块砼一次浇筑15桥梁临时施工结构设计与计算4.20#块支架法施工0#块砼一次浇筑16桥梁临时施工结构设计与计算临时锚固实施前应编制详细的施工方案，方案报请监理工程师批准后方可实施。4.3连续梁墩梁固结设计17桥梁临时施工结构设计与计算墩梁固结设计和施工要求如下：1）临时固结可以通过设置临时支墩与临时支座、或临时支座与0#块预应力锚固筋等方式来实现。2）墩梁临时固结约束，必须形成刚性体系。临时锚固措施能承受的中支点处最大不平衡弯矩，相应的竖向支点反力应满足设计要求4.3连续梁墩梁固结设计18桥梁临时施工结构设计与计算4.3连续梁墩梁固结设计墩梁固结如何固结，拉压固定。1）当墩顶面积较大时，在墩顶设置临时支座，承受竖向压力；在墩梁之间设置精轧螺纹锚筋，承受另一侧竖向拉力。2）当墩顶面积较小时，利用0#块施工支架的竖向钢管，承受竖向压力，在墩梁之间设置精轧螺纹锚筋，承受另一侧竖向拉力。19桥梁临时施工结构设计与计算4.3连续梁墩梁固结设计墩梁固结设计时的荷载：墩梁临时固结装置主要承受挂篮悬浇施工时梁体两端不平衡重、风载、施工荷载不平衡重、一侧挂篮倾覆及由此引起的不平衡弯矩。并由此计算不平衡弯矩及临时支承垫石的最大竖向支反力。1）梁体不平衡重计算时，假定连续梁两侧的梁体节段重量在施工时存在误差，一侧为理论值，另一侧为理论值的105%，或最大悬臂阶段最后一节段两侧超打混凝土方量的误差不小于4m3。20桥梁临时施工结构设计与计算4.3连续梁墩梁固结设计墩梁固结设计时的荷载：墩梁临时固结装置主要承受挂篮悬浇施工时梁体两端不平衡重、风载、施工荷载不平衡重、一侧挂篮倾覆及由此引起的不平衡弯矩。并由此计算不平衡弯矩及临时支承垫石的最大竖向支反力。2）施工荷载不平衡重假定为：人员机具自重200kN；3）风载：按项目所属规范（公路或铁路）进行计算；4）挂篮出事：超打侧挂篮自重，另一侧挂篮按底模坠落，按1/2挂篮自重计。21桥梁临时施工结构设计与计算4.3连续梁墩梁固结设计墩梁固结设计实例：津保铁路子牙河特大桥（75+4×120+75）m连续梁采用挂篮双悬臂施工。墩梁锚固装置为四个临时支承垫石，垫石平面尺寸500mm×2900mm，高0.6m；单个临时垫石内设置26根JLφ40精轧螺纹钢筋，整个墩顶共设置104根JLφ40精轧螺纹钢筋。22桥梁临时施工结构设计与计算4.3连续梁墩梁固结设计图1连续梁倾覆计算集中力与超打混凝土加载图墩梁固结设计实例：图2连续梁倾覆计算竖向风载加载图23桥梁临时施工结构设计与计算4.3连续梁墩梁固结设计墩梁固结设计实例——精轧螺纹筋数量确定梁段号长度（m）体积（m3）重量（kN)超重（kN)距转动点距离（m)风压（KPa）风力（kN)换算梁段重（kN)力矩（kN·m)挂篮500.0-58.8500.0-29400.0154.053.11380.60-58.80.29.81390.4-81753.2144.053.41388.40-54.80.29.81398.2-76619.2134.054.01404.00-50.80.29.81413.8-71819.0124.054.81424.80-46.80.29.81434.6-67137.4114.057.91505.40-42.80.28.51515.2-64848.8103.555.21435.20-39.10.28.51443.7-56378.093.558.21513.20-35.60.28.51521.7-54097.983.560.01560.00-32.10.28.51568.5-50271.773.562.01612.00-28.60.28.51620.5-46266.463.564.21669.20-25.10.28.51677.7-42027.453.059.61549.60-21.80.27.31556.7-33940.943.037.21747.20-18.80.27.31754.3-32985.033.072.51885.00-15.80.27.31892.1-29898.723.075.21955.20-12.80.27.31962.3-25120.313.078.32035.80-9.80.27.32043.9-20022.60右4.7165.34297.80-6.00.211.54309.3-25640.10中3.6240.06240.00-1.80.28.86248.8-11247.8预应力52根973kN-3.638936.0-182220.50左4.7165.34297.8214.92.40.422.94535.610658.71’3.078.32035.8101.86.20.414.62152.213343.82’3.075.21955.297.89.20.414.62067.619021.93’3.072.51885.094.312.20.414.61993.924325.54’3.067.21747.287.415.20.414.61849.228107.85’3.059.61549.677.518.20.414.61641.729879.36’3.564.21669.283.521.50.417.11769.737960.97’3.562.01612.080.625.00.417.11709.742656.58‘3.560.01560.078.028.50.417.11655.147087.09’3.558.21513.275.732.00.417.11605.951323.210’3.555.21435.271.835.50.417.11524.054042.111’4.057.91505.475.339.20.419.51600.262746.312’4.054.81424.871.243.20.419.51515.665492.913’4.054.01404.070.247.20.419.51493.770503.614’4.053.41388.469.451.20.419.51477.375639.815’4.053.11380.669.055.20.419.51469.281097.1挂篮1000.055.21000.055200.0抗倾覆力矩合计（kN·m)-1001694.8倾覆力矩合计（kN·m)769018.6抗倾覆系数1.303抗倾覆力矩合计（kN·m)-1001694.8倾覆力矩合计（kN·m)769018.6抗倾覆系数1.303抗倾覆稳定系数K=1.3031.3可采用excel计算，便于调整24桥梁临时施工结构设计与计算4.3连续梁墩梁固结设计墩梁固结设计实例——临时支承垫石计算1）结构自重与荷载产生的最大不平衡弯矩为50455.7kNm（上表中不考虑精轧螺纹钢筋所得的不平衡弯矩）。2）不平衡弯矩产生的拉力：150455.714014.521.8FkN3）两侧支承垫石分别承受的最大竖向反力：264966.814015.546498.92FkN264966.814015.518467.92FkN66966.8kN为连续梁自重、风载和挂篮等施工荷载总和由此可验算两侧临时支座受力25桥梁临时施工结构设计与计算4.3连续梁墩梁固结设计墩梁固结设计实例——临时支承垫石计算4）单个支承垫石承受的最大压应力为：346498.91016.0325002900MPa支承垫石采用C50混凝土，允许抗压强度为16.8MPa，大于实际受力，故临时支承垫石受压满足要求。5）桥墩顶面混凝土局部受压计算：按《相应的混凝土规范》配置有间接钢筋的相关公式进行验算，过程略。26桥梁临时施工结构设计与计算4.3连续梁墩梁固结设计墩梁固结设计实例——螺纹钢筋锚固长度计算连续梁为C50混凝土，桥墩为C40混凝土；精轧螺纹钢筋预埋至连续梁和桥墩的锚固长度计算。748.5kN为单根JLφ40螺纹钢筋的埋深计算拉力按《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）表5.2.1条，连续梁内螺纹钢筋要求埋深：3748.5103078()401.291.5almm27桥梁临时施工结构设计与计算4.3连续梁墩梁固结设计墩梁固结设计实例