懸臂澆筑施工時連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計算

1、懸臂澆筑施工時連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計算為了便于理解，現(xiàn)取一座三孔連續(xù)梁例子進行闡明，如圖1-1 所示。該橋上部結(jié)構(gòu)采用掛籃對稱平衡懸臂澆筑法施工，從大的方面可歸納為五個主要階段，現(xiàn)按圖分述如下。（一）階段1在主墩上懸臂澆筑混凝土首先在主墩上澆筑墩頂上面的梁體節(jié)段（稱零號塊件），并用粗鋼筋及臨時墊塊將梁體與墩身作臨時錨固，然后采用施工掛籃向橋墩兩側(cè)分節(jié)段地進行對稱平衡懸臂施工。此時橋墩上支座暫不受力，結(jié)構(gòu)的工作性能猶如T 型剛構(gòu)。 對于邊跨不對稱的部分梁段則采用有支架施工。此時結(jié)構(gòu)體系是靜定的，外荷載為梁體自重q 自 (x)和掛籃重量P掛 ，其彎矩圖與一般懸臂梁無異。（二）階段2邊跨合龍當(dāng)邊跨梁體合

2、龍以后，先拆除中墩臨時錨固，然后便可拆除支架和邊跨的掛籃。此時由于結(jié)構(gòu)體系發(fā)生了變化，邊跨接近于一單懸臂梁，原來由支架承擔(dān)的邊段梁體重量轉(zhuǎn)移到邊跨梁體上。由于邊跨掛籃的拆除，相當(dāng)于結(jié)構(gòu)承受一個向上的集中力P掛 。（三）階段3中跨合龍當(dāng)中跨合龍段上的混凝土尚未達到設(shè)計強度時，該段混凝土的自重q 及掛籃重量2P掛將以2 個集中力R0 的形式分別作用于兩側(cè)懸臂梁端部。階段在主墩上懸臂1澆注砼圖式邊跨2 合龍中跨3 合龍拆除合龍4 段掛籃上二期5 恒載圖 1-1 采用懸臂澆筑法施工時連續(xù)梁自重內(nèi)力計算圖式（四）階段4拆除合龍段的掛籃此時全橋已經(jīng)形成整體結(jié)構(gòu)（超靜定結(jié)構(gòu)） ，拆除合龍段掛籃后，原先由掛籃

3、承擔(dān)的合龍段自重轉(zhuǎn)而作用于整體結(jié)構(gòu)上。（五）階段5上二期恒載在橋面均布二期恒載g 的作用下，可得到三跨連續(xù)梁橋的相應(yīng)彎矩圖。以上是對每個階段受力體系的剖析，若需知道是某個階段的累計內(nèi)力時，則將該階段的內(nèi)力與在它以前幾個階段的內(nèi)力進行疊加便得。 成橋后的總恒載內(nèi)力， 將是這五個大階段內(nèi)力疊加的結(jié)果。三、頂推法施工時連續(xù)梁橋的恒載內(nèi)力計算1、受力特點用逐段頂推施工法完成的連續(xù)梁橋（簡稱頂推連續(xù)梁） ，一般將結(jié)構(gòu)設(shè)計成等跨度和等高度截面的形式。 當(dāng)全橋頂推就位后， 其恒載內(nèi)力的計算與有支架施工法的連續(xù)梁完全相同。頂推連續(xù)梁的主要受力特點反映在頂推施工的過程中，隨著主梁節(jié)段逐段地向?qū)Π锻七M，將使全橋每

4、個截面的內(nèi)力不斷地從負彎矩正彎矩負彎矩 呈反復(fù)性的變化，圖1-2b 是這種結(jié)構(gòu)在施工過程中的彎矩包絡(luò)圖。圖 1-2某橋頂推連續(xù)梁的布置與恒載彎矩包絡(luò)圖為了改善這種施工方法帶來的負面影響，一般采用以下措施：1、在頂推梁的最前端設(shè)置自重較輕且具有一定剛度的臨時鋼導(dǎo)梁（又稱鼻梁），導(dǎo)梁長度約為主梁跨徑L 的 65%左右，以降低主梁截面的懸臂負彎矩；2、當(dāng)主梁跨徑較大（一般 60m）時，可在每個橋孔的中央設(shè)置臨時墩，或者在永久墩沿橋縱向的兩側(cè)增設(shè)三角形臨時鋼斜托，以減小頂推跨徑；3、對于在成橋以后不需要布置正或負彎矩的鋼束區(qū)，則根據(jù)頂推過程中的受力需要，配置適量的臨時預(yù)應(yīng)力鋼束。2施工中恒載內(nèi)力計算1

5、）計算假定頂推連續(xù)梁通常是在岸邊專門搭設(shè)的臺座上逐段地預(yù)制、逐段向?qū)Π锻七M的，它的形成是先由懸臂梁到簡支梁再到連續(xù)梁，先由雙跨連續(xù)梁再到多跨連續(xù)梁直至達到設(shè)計要求的跨數(shù)。為了簡化計算，一般作了以下的假定：（1) 放在臺座上的部分梁段不參與計算，也就是說，在計算圖式中，在靠近臺座的橋臺處可以取成為一個完全鉸，如圖1-3 所示。圖 1-3 頂推連續(xù)梁計簡圖式（ 2) 每個頂推階段均按該階段全橋所處的實際跨徑布置和荷載圖式進行整體內(nèi)力分析，而不是對同一截面的內(nèi)力按若干不同階段的計算內(nèi)力進行疊加。2）最大正彎矩截面的計算頂推連續(xù)梁的內(nèi)力呈動態(tài)型的，其內(nèi)力值與主梁和導(dǎo)梁二者的自重比，跨長比和剛度比等因素

6、有關(guān)，很難用某個公式來確定圖1-2b 中最大正彎矩截面的所在位置，因此，只能借助有限元計算程序和通過試算來確定。但在初步設(shè)計中，可以近似地按圖1-4 的三跨連續(xù)梁計算圖式估算。其理由是距頂推連續(xù)梁端部0.4截面處的正彎矩影響線面積之和相對最大，雖然在導(dǎo)梁的覆蓋區(qū)也有負彎矩影響線面積，但導(dǎo)梁自重輕，故影響較小。其次，也可以參照以下近似公式計算：M maxq自L2(0.933 2.962 )（ 1-1）12式中： q 自主梁單位長自重；導(dǎo)梁與主梁的單位長自重比；導(dǎo)梁長與跨長L 的比例系數(shù)。圖 1-4頂推連續(xù)梁最大正彎矩截面的計算圖式3）最大負彎矩截面計算這要根據(jù)以下兩種圖式的計算結(jié)果對比后確定。（

7、1） 導(dǎo)梁接近前方支點（圖1-5）圖 1-5導(dǎo)梁接近前方支點時的自重內(nèi)力圖此時的懸臂跨長最長，其計算公式為：q自 L22(12 )（ 1-2）M min2式中的為主梁懸出部分的長度與跨徑L 之比，參見圖1-5，其余符號同上。（ 2） 前支點支承在導(dǎo)梁約一半長度處（圖1-6）一般以取帶懸臂的兩跨連續(xù)梁圖式計算最為不利，這也是根據(jù)支點截面的負彎矩影響線面積和的因素來判斷的。該圖式為一次超靜定結(jié)構(gòu)，雖然其中一跨梁存在剛度的變化，但計算并不困難。真正的最大負彎矩截面還需在靠近其兩側(cè)作試算和比較。圖 1-6導(dǎo)梁支承在前支點上的計算圖式4）一般梁截面的內(nèi)力計算對于導(dǎo)梁完全處在懸臂狀態(tài)的情況，多跨連續(xù)梁可以

8、分解為圖1-7b,c 所示的兩種情況，然后應(yīng)用表1-1 和表 1-2 的彎矩系數(shù)表分別計算后再進行疊加求得。a）b）c）圖 1-7荷載的分解等截面等跨徑連續(xù)梁在端彎矩作用下支點彎矩系數(shù)表 1-1跨數(shù)各支點截面彎矩系數(shù) 1n M0M 1M2M3M4M5M6M7M8M9M1010-1200.250000-130-0.066667 0.266667-1400.017857 -0.0714290.267857-150-0.004785 0.019139-0.071771 0.267943-1600.001282 -0.0051280.019231-0.071795 0.267949-170-0.000

9、344 0.001374-0.005153 0.019237 -0.071797 0.267949-1800.000092 -0.0003680.001381-0.005155 0.019238 -0.071797 0.267949-190-0.000025 0.000097-0.000370 0.001381 -0.005155 0.019238 -0.0717970.267949-11000.000007 -0.0000260.000099-0.000370 0.001381 -0.005155 0.019238-0.071797 0.0267949-1等截面等跨徑連續(xù)梁在自重作用下支點彎

10、矩系數(shù)表 1-2跨數(shù)各支點截面彎矩系數(shù) 2n M0M 1M2M3M4M5M6M7M8M9M1010020-0.125000030-0.100000 -0.100000040-0.107143 -0.071428 -0.107143050-0.105263 -0.078947 -0.078947 -0.105263060-0.105769 -0.076923 -0.086538 -0.076923 -0.105769070-0.105634 -0.077465 -0.084507 -0.084507 -0.077465 -0.105634080-0.105670 -0.077320 -0.085052 -0.082474 -0.085052 -0.077320 -0.105670090-0.105660 -0.077358 -0.084906 -0.083019 -0.083019 -0.084906 -0.077358 -0.1056600100-0.105663 -0.077348 -0.084945 -0.082873 -0.083564 -0.082873 -0.084945 -0.077348 -0.1056630各支點截面在端彎矩M