連續(xù)梁懸臂施工臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)思路及計(jì)算

1、連續(xù)梁懸臂施工臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)思路及計(jì)算江光軍臨時(shí)固結(jié)概述懸臂法施工時(shí)，主墩臨時(shí)固結(jié)（臨時(shí)支座）是上部構(gòu)造施工安全和質(zhì)量的關(guān) 鍵工序，施工臨時(shí)支座時(shí)，應(yīng)確保其施工質(zhì)量。連續(xù)梁在采用分段懸臂澆筑過程 中，永久支座不能承受施工中產(chǎn)生的不平衡力矩，施工中需采取臨時(shí)錨固措施， 以提供豎向支撐、抵抗施工中產(chǎn)生的各種不平衡力矩，保證“ T”構(gòu)平衡。某橋設(shè)計(jì)文件提供了臨時(shí)固結(jié)方案，采用“墩頂臨時(shí)墊塊”和“墩外鋼管支撐 加預(yù)應(yīng)力”兩套措施。并要求施工單位“自行補(bǔ)充構(gòu)造細(xì)節(jié)”，作必要的計(jì)算， 選擇支撐鋼管的根數(shù)、尺寸、規(guī)格及預(yù)應(yīng)力數(shù)量。根據(jù)現(xiàn)行連續(xù)梁懸臂施工臨時(shí)固結(jié)的習(xí)慣做法，一般只在墩頂或墩外采用一 套固結(jié)措施，

2、以提供豎向支撐、抵抗施工中產(chǎn)生的不平衡力矩。本著這一思路， 施工單位擬對(duì)本橋采用墩外鋼管柱加錨固鋼筋，取消預(yù)應(yīng)力，取消墩頂臨時(shí)墊塊 的施工方案。臨時(shí)支撐驗(yàn)算2.1計(jì)算條件設(shè)定某大橋設(shè)計(jì)文件未提供不對(duì)稱荷載作用時(shí)的支座不平衡彎距數(shù)據(jù)，現(xiàn)對(duì)橋墩 兩側(cè)懸臂施工時(shí)相對(duì)不平衡荷載設(shè)定為：移動(dòng)掛籃時(shí)其位移差不超過一個(gè)節(jié)段； 澆注混凝土?xí)r其重量差不超過1/4節(jié)段。由于臨時(shí)支撐與梁體的錨固連接，在連續(xù)梁懸臂施工過程中固定支座已不能受 力，所以梁體混凝土自重及施工荷載全部由臨時(shí)支撐承擔(dān)。計(jì)算以手算為主，最后結(jié)果以電算復(fù)核。手算采用簡(jiǎn)支梁模式，電算按實(shí) 際連接狀態(tài)以剛性連接建模，支點(diǎn)為對(duì)稱0號(hào)節(jié)段中軸線的兩側(cè)臨時(shí)

3、支撐，初步 擬定按下圖布置。7.52.2不平衡彎距支座反力計(jì)算 連續(xù)梁在雙伸臂過程中所受的不平衡力矩，當(dāng)條件 相同時(shí)，距離越遠(yuǎn)力矩越大，所以取最后一個(gè)節(jié)段即第15節(jié)段計(jì)算。a、澆筑混凝土相差1/4個(gè)梁體節(jié)段 假定澆筑混凝土?xí)r相差1/4梁段，當(dāng) 澆筑第15節(jié)梁段時(shí)，示意圖如下:該段梁體長(zhǎng)為4m，重量為1045KN，考慮混凝土超灌系數(shù)1.05，動(dòng)載系數(shù) 1-2,不平衡荷載為：1045/4 X1.05 X1.2=329KN,距一側(cè)支撐距離為46m,不平衡荷載產(chǎn)生的支座反力計(jì)算如下：R拉=-329 X 46/6=-2522KNR 壓=329+2522=2851KNb 移動(dòng)掛籃時(shí)相差一個(gè)梁段澆筑第15節(jié)

4、梁體前，掛籃在第14節(jié)梁體上移動(dòng)，當(dāng)一側(cè)掛籃到位 時(shí)，距臨時(shí)支撐42m，另一側(cè)掛籃如果未動(dòng)，距臨時(shí)支撐38m，掛籃重量按 80T=80X 10=800KN計(jì)算，如下圖所示：R拉R壓由此不平衡荷載產(chǎn)生的支座反力計(jì)算如下：R 拉 X6+800X44=800X42R拉二800 X(42-44)/6=-267KN顯然，掛籃不對(duì)稱移動(dòng)產(chǎn)生的支點(diǎn)拉力要比1/4梁段混凝土產(chǎn)生的支點(diǎn)拉力小很多，所以只對(duì) 1/4梁段混凝土產(chǎn)生的不平衡荷載進(jìn)行驗(yàn)算。2.3按以上設(shè)定條件的強(qiáng)度驗(yàn)算a、每根臨時(shí)支撐所受的力每根臨時(shí)支撐受力由三部分組成：不平衡力距反力，箱梁自重，掛籃自重。不平衡力距反力：-2522KN, +2851K

5、N.箱梁1/2T構(gòu)自重經(jīng)統(tǒng)計(jì)為25357KN,考慮超灌系數(shù)1.05及鋸齒塊等其它荷 載，取1.1系數(shù)，總重：25357X1.1=27893KN.1端掛籃的自重：800KN.所以一側(cè)臨時(shí)支撐單根受力為：Nmax=(2851+27893+800)/2=15772KNN =(-2522+27893+800)/2=130855KNminb、臨時(shí)支撐強(qiáng)度驗(yàn)算單根臨時(shí)支撐最大受力Nmax=15772KN，最小受力、n=130855KN，始終處于受 壓狀態(tài)，無(wú)需配置受拉鋼筋或張拉預(yù)應(yīng)力，但要對(duì)鋼管混凝土支撐進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn) 算。支撐截面由4)800 X 10mm鋼管填充C50混凝土組成。鋼管采用Q235,強(qiáng)度 設(shè)

6、計(jì)值22f=215N/mm2, C50 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f c=23.1N/mm2。假設(shè)臨時(shí)支撐為軸心受壓桿件。鋼管承壓面積248cm2,換算混凝土承壓面積為248X215/23.1=2308cm2，混 凝土承壓面積4778cm2,兩項(xiàng)合計(jì)，總承壓面積為：A=2308+478=7086cm2則臨時(shí)支撐的混凝土所受最大壓應(yīng)力為：1= max 15772 * 3 22.3 mpa f =23.1Mpa,滿足要求1 廠 103c由以上計(jì)算可知，在梁體巨大自重力的作用下，按所設(shè)條件計(jì)算的臨時(shí)支撐 始終處于偏心受壓狀態(tài)，梁體沒有傾覆危險(xiǎn)。所以，還應(yīng)采用其它極端條件進(jìn) 行復(fù)核驗(yàn)算。考慮施工特殊荷載驗(yàn)算3

7、.1工況分析在施工中，懸臂澆筑如果沒有做好掛籃錨固，會(huì)發(fā)生掛籃連帶混凝 土墜落事故，這是施工單位最擔(dān)心的特殊事件，此時(shí)也不希望引發(fā)T構(gòu)倒塌， 避免帶來(lái)更大的損失。在這種工況下，重新驗(yàn)算最不利的傾覆彎矩是否會(huì)產(chǎn)生拉 應(yīng)力。3.2荷載及支座反力計(jì)算荷載主要是豎向荷載和不平衡彎矩，單側(cè)豎向荷載為 1/2T構(gòu)自重減去末端一節(jié)混凝土自重，不平衡彎距由末段混凝土和掛籃產(chǎn)生，作用力為：1045X 1.1+800=1950KN，作用距離為44m。如下圖所示:1950kN由此不平衡荷載產(chǎn)生的支座反力計(jì)算如下：R 拉=-1950 X44/6=-14300KNR壓=1950+14300=16250KN箱梁1/2T構(gòu)

8、自重前面已計(jì)算出為27893KN，減去末段重1045X1.1,其作用 在單根支撐上的力為：(27893-1045 X1.1)/2=13372KN 所以一側(cè)單根支撐受力為：Nmax=13772+16250/2=21897KNN =13772-14300/2=6622KN min通過以上計(jì)算可知，采用此種結(jié)構(gòu)的臨時(shí)支撐，在任何情況下都不會(huì)出現(xiàn)拉 應(yīng)力，無(wú)需設(shè)置預(yù)應(yīng)力抗拉鋼筋。但對(duì)支撐的抗壓強(qiáng)度要求很高，且在鋼管兩 端與承臺(tái)和梁底接觸處需配制與鋼管等強(qiáng)度的抗壓鋼筋。3.3強(qiáng)度驗(yàn)算在2.3的驗(yàn)算中，采用Q235中800X10mm鋼管支撐，混凝土已基本達(dá)到設(shè) 計(jì)強(qiáng)度值，現(xiàn)在這種特殊荷載已不能滿足強(qiáng)度要求

9、，所以要對(duì)臨時(shí)支撐進(jìn)行加 強(qiáng)，可采用加大鋼管直徑或增加管壁厚或增加鋼管根數(shù)等措施?？紤]到0號(hào)塊現(xiàn)澆支架需要，本例采用增加鋼管根數(shù)進(jìn)行加強(qiáng)，由原來(lái)單側(cè) 2根增加到單側(cè)3根。則單根支撐的混凝土所受壓應(yīng)力為：max 21897 * 1303 20.6 Mpaf c=23.1Mpa，滿足要求23.4臨時(shí)支撐承壓鋼筋計(jì)算86 102在鋼管兩端與梁底及承臺(tái)接觸處，需要配置與鋼管等強(qiáng)度的抗壓鋼筋，以保 證梁底與承臺(tái)混凝土不被壓壞。考慮采用HRB25螺紋鋼，材料屬性為：截面面積A=490.9mm2,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 設(shè)計(jì)值 為 300N/mm2，單根力=490.9 X300/1000 =147kN。臨時(shí)支撐鋼管截面積

10、248cm2，能所承受的壓力為248X 102X 215/1000=5332KN，每根鋼管支撐需要配置HRB25螺紋鋼筋根數(shù)為：5332147=36(根)3.5鋼筋錨固長(zhǎng)度計(jì)算鋼筋的錨固長(zhǎng)度按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定計(jì)算，普通鋼筋： La=a(fy/ft)d式中fy 普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，HRB鋼筋為300 Mpa；ft 一混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于C40時(shí)，按 C40 取值，為 1.71Mpa；d一鋼筋直徑；a一鋼筋的外形系數(shù)(光面鋼筋a=0.16，帶肋鋼筋a=0.14 )。La=a(fy/ft)d =0.14 X (300/1.71) X25La =614mm所以HRBe 25螺紋鋼筋錨固長(zhǎng)度為0.61m，則每根鋼筋最小長(zhǎng)度為2X 0.61=1.22mo為確保安全，鋼筋錨固長(zhǎng)度盡可能長(zhǎng)一些，以不露出梁體底板為原 則。0號(hào)塊底板厚0.81.0m,所以錨固鋼筋錨固長(zhǎng)度取0.8m，則每根錨固 鋼筋總長(zhǎng)度為2X 0.8=1.6m。鋼筋平面位置沿鋼管邊緣環(huán)形布置。臨時(shí)支撐調(diào)整后按下圖布置。7.3.6. Midas civil建模復(fù)核驗(yàn)算根據(jù)以上設(shè)定的特殊荷載及臨時(shí)支撐的布置，采用Midas civil建模，連接 的邊界條件按剛結(jié)點(diǎn)設(shè)置，計(jì)算單位為KN（力）、m（長(zhǎng)度），結(jié)構(gòu)