(48+80+48)m预应力混凝土连续箱梁桥
临时固结设计计算书
1. 临时固结设计
在悬臂浇注施工过程中,为保证“T”形结构的稳定性,在桥墩顶面(0#块梁底)设置4个0.4m(宽)×1.8m(长)的临时支墩(见图1),临时支墩采用标号C50的混凝土块,每个临时支墩内部配置φ25高强精轧螺纹钢筋42根,同时配置适当的普通钢筋。精轧螺纹钢筋埋入桥墩90cm,埋入梁体90cm。在临时支座底面、顶面各设一层塑料薄膜(或油毛毡)隔离层。临时支座中心距离桥墩中心纵向距离1.25m。
图1 临时固结平面图
3. 临时固结的强度检算
3.1 设计要求
48+60+48m连续梁临时锚固结构中支点处应能承受35486 kN.m的不平衡弯矩及20852kN的支反力,连续梁两端混凝土浇注不平衡重不超过20t。
3.2 材料参数
螺纹钢筋:精轧螺纹φ25:A=490mm2, 计算最大应力σ=700MPa 混凝土C50:轴心受压强度设计值22.4MPa。
3.3临时支墩混凝土抗压强度
临时混凝土支墩的最大压力为R2=20852 kN,桥墩一侧临时支墩的受压面积为:2×1.8×0.4=1.44m2
混凝土的压应力 20852/1.44=14.5MPa <22.4 MPa 计算中未计螺纹钢的有利因素,强度满足安全性要求。
M=NdR1R2R2R1
图2 临时固结受力图
3.4 临时支墩锚固钢筋强度
对于螺纹钢筋,按承受最大的不平衡弯矩假设计算。
单根螺纹钢筋的极限抗拉(压)力:490×700=343000N=343.0 kN
桥墩一侧共68根(只计最外侧2排的钢筋)螺纹钢筋能够抵抗的最大不平衡弯矩是: M=2×34×343×2.7=62975kN.m>35486kN.m
螺纹钢筋能够满足抵抗最大不平衡弯矩的要求,安全系数为n=62974.8/35486=1.77
附:临时支墩受力分析(仅供参考)
1.计算图式
由于主要分析临时固结处的支反力,因而将梁体部分视为刚体,计算图式如图A1所示。图中R1,R2为梁体所受到的支反力,向上为正。
PP56710111213141516171819201918171615141312111098765A13A11A9A7A5A3A1A1A3A5A7A9A11A13R1R2图A1 支反力计算模型
2.梁上荷载估算
梁上荷载主要包括梁体自重、梁上的挂蓝、施工人员及机具等重量。 梁体自重:最大双悬臂状态下,梁上的自重为:26135kN;
梁上的挂蓝荷载(按每个挂蓝800 kN计)估算为:2×800kN=1600 kN 施工人员及机具总重估算为:1000 kN
其中,梁上的挂蓝荷载和施工人员及机具荷载按移动荷载考虑。
3. 最不利支反力R1,R2的计算
3.1 梁的自重荷载按平均分配计算(两端混凝土浇注不平衡重另计)
梁的自重荷载所产生的支反力
R1-1=26135/2=13067 kN(↑) R2-1=26135/2=13067 kN(↑)
3.2 梁上移动荷载所产生的支反力估算
a)当为对称作用时:
R1-2=(1600+1000)/2=2600/2=1300 kN(↑) R2-2=(1600+1000)/2=2600/2=1300 kN(↑)
b)当为不对称作用时
假设只在一端作用一个集中力(如图A2所示):P=1.3*600+100+200=1080 kN(1.3为冲击系数,其中考虑了一端挂蓝坠落的极端情况和人员机具的偏载(设为100 kN)以及两端梁体混凝土浇注不平衡重200 kN)。
1380 kN56710111213141516171819201918171615141312111098765A13A11A9A7A5A3A1A1A3A5A7A9A11A13R1
R2图A2 支反力计算模型
由此所产生的不平衡弯矩为:M=1080 kN×35m =37800 kN.m,这里,集中荷载作用点按最不利的35m计算。估算出的不平衡弯矩比设计给出的略大,因而,在实际检算时取最大不平衡弯矩M=37800 kN.m。
则偏载引起的支反力为
R1-3 =1080/2-37800/2.7 = -13460 kN(↓) R2-3 =1080/2+37800/2.7 = 14540kN (↑)
其中2.7(m)为两个临时支座受力点之间的纵向距离。
3.3 最不利支反力
情况1:当梁体自重及梁上移动荷载对称作用时
R1 = R2 =1.2×13067+1.4×(1600+1000)/2=17500 kN (↑)
情况2:当梁上移动荷载不对称作用时(假设偏向右侧)
R1 =1.2×13067/2-13460 = 2221 kN(↑) R2 =1.2×13067/2+14540 = 30221 kN(↑)
综合上述情况,临时固结总是承受压力,最小压力2221 kN,最大压力30221kN,比设计20852 kN偏大。不平衡弯矩的估算值M=37800 kN.m,也比设计给出的偏大。
追加检算:
混凝土支墩抗压强度
混凝土的压应力 30221/1.44=21MPa <22.4 MPa
计算中未计螺纹钢和永久支座分担一部分压力等有利因素,因此,混凝土支墩强度满足安全性要求。
抵抗不平衡弯矩能力检算
单根螺纹钢筋的极限抗拉(压)力:490×700=343000N=343.0 kN
桥墩一侧共68根(只计最外侧2排的钢筋)螺纹钢筋能够抵抗的最大不平衡弯矩是: M=2×34×343×2.7=62975kN.m>37800kN.m
螺纹钢筋能够满足抵抗最大不平衡弯矩的要求,安全系数为n=62974.8/37800=1.66