连续梁临时固结体系计算书

京杭运河大桥主桥临时支墩及临时锚固计算书编制：审核：批准：2013年06月-1-1概述京杭运河大桥主桥上部结构采用（70+120+70）m预应力砼矮塔斜拉桥，主塔一跨跨越京杭运河，主墩墩身位于航道驳岸之外。主梁采用双箱梁加横梁组合体系，顶面全宽43m，箱梁为单箱三室截面，边腹板采用斜腹板，箱底宽7.313~8.5m，外侧悬臂长3m，两箱梁通过横梁及桥面板连接。采用挂篮悬臂浇筑法施工，箱梁纵向悬浇分段长度为（15×3.0m＋2×3.5m），箱梁墩顶现浇块件（即0号块）总长14.0m，中跨合拢段长度为2.0m，边跨合拢段长度为2.0m，边跨现浇段长度为8.92(8.84)m。在变截面箱梁挂篮分段浇筑施工时，在梁体两悬臂端由于挂篮移动、混凝土浇筑不同步、风荷载等因素会产生不平衡弯矩，因此必须采用临时固结体系来保证悬浇箱梁施工的安全性及悬臂抗倾覆稳定，本工程拟采用φ1.3m钢筋混凝土柱临时固结的方式。在施工过程中，墩顶永久支座不承受荷载，临时支座承受整个主桥箱梁的设计荷载和全部施工荷载。2结构形式临时固结体系的结构形式为在每个主墩墩身外侧设置两排6根φ1.3m钢筋混凝土柱作为临时支撑系统座，柱间间距8m，混凝土强度等级为C50。同时在每根柱预埋6根fpk=785MpaφJL32精轧螺纹钢用来抵抗不平衡弯矩，具体结构形式详见《主桥墩梁临时固结构造图》。3不平衡弯矩计算在施工中由于挂篮移动出现坠落、混凝土浇筑不同步、施工荷载、风荷载等因素会产生不平衡弯矩，对于浇筑梁段过程中出现的涨（缩）模情况，在施工中采取措施，首先保证模板的刚度及标高的准确性，其次对两悬臂端的浇筑混凝土方量严格控制，出现偏差及时调整两侧不平衡荷载，确保两侧已浇筑箱梁永久荷载一致，因此不做考虑。对于不平衡弯矩按以下几种工况进行计算：工况一：根据设计图纸，当悬浇挂篮施工到最后一个块段（17#块）时，因施工不同-2-步，考虑两侧不平衡荷载为17#块施工时重量的30%，此时对近侧临时支撑顶处将产生一个最大偏心弯距。1）施工不同步产生偏心弯矩17#块自重的30%：N1=103.2*2.6*30%=80.5t偏心力距取最大值，即L=59米（下同）M倾1=（80.5/2）×10×59=23747.5kN·m2）施工荷载产生偏心弯矩施工荷载N2=（0.25×34/2×3.5）*30%=4.46tM倾2=4.46×10×59=2631.4kN·m3）振捣荷载产生偏心弯矩振捣砼产生的荷载N3=（0.2×34/2×3.5）*30%=3.57tM倾3=3.57×10×59=2106.3kN·m4）顺桥向风压产生的偏心弯矩a.风荷载标准值计算根据《建筑结构设计荷载规范》GB50009-2001，风荷载计算公式如下：Wk=βz•μs•μz•ω0式中：Wk-风荷载标准值（kN/m2）βz-高度z处的风振系数μs-风荷载体型系数μz-风压高度变化系数ω0-基本风压（kN/m2）本大桥桥面离水面高度z取值10m，查表得高度z处的风振系数为βz=1.78。μs-风荷载体型系数：负压-2.0。地面粗糙度类别为B类，查表风压高度变化系数μz=1.00。江苏镇江地区的基本风压为：0.40kN/m2。将基本参数代入公式得：Wk=1.78×（-2.0）×1.00×0.40=-1.424kN/m2。b.弯矩计算顺桥向迎风面积按0＃块初最大断面取值为：-3-（4.114+1.017+2.012+0.2）×14.0＝102.802m2。产生的倾覆弯矩为：M倾4=1.424×102.802×14/2＝1024.7kN.m因此不平衡荷载对靠近偏载一侧临时支座产生的偏心弯距为：M倾=M倾1+M倾2+M倾3+M倾4=29509.9kN.m工况二：1）挂篮在移动过程中，出现一侧挂篮突然坠落现象，最不利情况为进行17#块体挂篮移动时，根据设计要求，挂篮重量必须控制在95t以内，则单头挂篮重量为950KN即最大偏心力，最大力距为L=59米，下同；偏心弯矩M倾1=950kN×59m＝56050kN.m。2）施工荷载产生的偏心弯矩施工荷载N2=（0.25×34/2×3.5）=14.875tM倾2=14.875×10×59=8776.25kN·m3）顺桥向风压产生的偏心弯矩a.风荷载标准值计算根据《建筑结构设计荷载规范》GB50009-2001，风荷载计算公式如下：Wk=βz•μs•μz•ω0式中：Wk-风荷载标准值（kN/m2）βz-高度z处的风振系数μs-风荷载体型系数μz-风压高度变化系数ω0-基本风压（kN/m2）本大桥桥面离水面高度z取值10m，查表得高度z处的风振系数为βz=1.78。μs-风荷载体型系数：负压-2.0。地面粗糙度类别为B类，查表风压高度变化系数μz=1.00。江苏镇江地区的基本风压为：0.40kN/m2。将基本参数代入公式得：Wk=1.78×（-2.0）×1.00×0.40=-1.424kN/m2。b.弯矩计算-4-顺桥向迎风面积按0＃块初最大断面取值为：（4.114+1.017+2.012+0.2）×14.0＝102.802m2。产生的倾覆弯矩为：M倾3=1.424×102.802×14/2＝1024.7kN.m因此不平衡荷载对靠近偏载一侧临时支座产生的偏心弯距为：M倾=M倾1+M倾2+M倾3=65850.95kN.m所以取较大值进行抗倾覆验算，即不平衡弯矩取65850.95kN·m4抗倾覆弯距计算1）0#块自重产生的抗倾覆力距M抗10#块在临时支座之间的重量，用来平衡不平衡荷载。G1=2.6×（1286.5-160×2）/2=1256.45tM抗1=1256.45×10×8/2=50258kN·m2）精轧螺纹钢产生的抗倾覆力距M抗2在浇筑临时柱时每柱预埋6根fpk=785MpaφJL32精轧螺纹钢，在0#块浇筑完成后开始挂篮施工之前对精轧螺纹钢进行10%初张拉，当不平衡弯矩产生时单根精轧螺纹钢可提供的最大拉力为：F=fpk*A*90%=568kNM抗2=568×6×3×8=81792kN·mM抗=M抗1+M抗2=132050kN·m抗倾覆稳定安全系数K=M抗/M倾=132050/65850.95=2.01＞2故满足要求。5临时支座抗压强度验算连续梁合龙前，发生偏载时，临时柱所受竖向荷载为：0#~17#块箱梁自重、挂篮重量及偏心弯矩产生的荷载，梁体自重（67928.9kN）按线荷载考虑为67928.9/118=575.7kN/m、挂篮每侧重量950kN、单侧精扎螺纹钢初张力1136kN、偏心弯矩65850.95kN·m。-5-受力简图如下解得支座反力为：R2=32613.5kNR3=43147.67kN临时支墩设计为C50，3根φ1.3m混凝土受压柱结构，截面A＝3×3.1415×650×650＝3981968.7mm2。C50混凝土轴心抗压强度设计值为：fcc＝0.85fc＝0.85×23.1＝19.635MPa其承载力为：Nu＝фAfcc＝1.0×3981968.7×19.635＝78185.96kN＞43147.67kN临时支柱受力满足要求。