连续梁悬臂施工墩梁临时固结计算

连续梁临时固结的设计与检算摘要：连续梁悬臂施工时，为保证悬臂浇筑稳定施工需墩梁临时固结，相应的临时固结的设计与检算成为必不可少的关键步骤。

关键词：连续梁；临时固结；不平衡弯矩中图分类号：u448.21+5文献标识号：a文章编号：1.工程概况五o四厂黄河大桥（68.8+125+68.8）m预应力混凝土连续箱梁桥[1]，桥墩采用实体式矩形桥墩，基础采用钻孔灌注桩基础。

上部结构为单箱单室的变截面梁，跨中梁高为3.0m，支点梁高为7.0 m，箱梁采用二次抛物线变截面单箱单室断面。

桥面宽为18.0m，其中行车道宽为14.0m。

本桥采用挂篮悬臂施工方式，悬臂施工法是预应力混凝土连续梁桥的主要施工方法，0#块长度为11m，边跨合拢段和中跨合拢段长度均为2m，1#～14#节段及合拢段梁段采用挂篮悬臂浇筑。

为保证悬臂浇筑稳定施工时墩顶墩梁临时固结。

2. 临时固结受力分析及计算模型建立梁上荷载主要包括梁体自重、梁上的挂篮、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：65240kn；梁上的挂篮荷载（按每个挂篮800 kn计）估算为：2×800kn=1600 kn；施工人员及机具总重估算为：1000 kn。

梁体产生不平衡弯矩的因素分析：（1）假设只在梁体一端作用一个集中力：f=1.3×600+100+200=1080 kn（1.3为冲击系数，其中考虑了一端挂篮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）。

（2）箱梁浇筑过程中可能产生的局部超方，取砼总量的3%计算。

按最不利情况考虑，超方集中在悬臂的一侧。

砼总量2509m3，按3%超方量计算，由此产生的均布力为：2509×0.03×26/61.5=32.1 kn/m（3）风荷载[2]悬臂状态的主梁在风作用下将产生竖向力。

悬臂梁的施工中除考虑风荷载对称加载外，还应考虑不对称加载的工况，不对称系数可取0.5。

40+70+40连续梁墩梁临时固结设计计算书40+70+40连续梁墩梁临时固结设计计算书由于连续梁施工采用支架法施工，故采用墩梁固结法确保安全。

临时砼块采用C40混凝土，预埋Φ32精轧螺纹钢筋，配筋则按最小配筋率ρmin bh0计算。

上部荷载按半跨计算，均由临时固结块承受。

一、设计荷载1、工况I假定：（1）由于采用对称支架施工，施工过程中不平衡荷载按半跨自重的5%取；（2）临时固结块不承受受拉过程中产生的水平荷载；（3）连续梁张拉后上挠和自重下挠由于分节段，认为不累积，可以调节，预抬值可以参见监控单位，每一节段支架沉落预留不叠加；（4）在计算临时固结时，不考虑连续梁因为预应力张拉引起的内应力、抵抗弯矩，变形忽略。

自重计算如下表：块段名称混凝土方量（m3）钢筋砼容重(kg/m3) 自重（KN）0# 35.25 2．6 916.501# 52.88 2．6 1374.882# 41.2 2.6 1071.203# 39.83 2.6 1035.584# 38.54 2.6 1002.045# 49.53 2.6 1287.786# 47.60 2.6 1237.607# 45.91 2.6 1193.668# 50.01 2.6 1300.269# 48.83 2.6 1269.58按最不利工况计算：由于固结为简支双悬臂，所受荷载为对称均恒荷载：取1#－9#块自重，施工荷载作用于结构上，经计算得：G1 =10772.58KN，不平衡荷载按自重的5%计算，G’=538.629KN 2、工况Ⅱ考虑竖向风荷载，查全国规范，内蒙古地区在10m以下100年一遇风基本风压值为0.6KN/m2，此值见相关参考书。

不再考虑u Z（风压高度变化系数）u S（风荷载体型系数）。

由于施工期为大风不常见期，计算风压取0.6KN/m2。

横向迎风面积按70×3.3＝231㎡计算，竖向迎风面积按34×13.75=467.5㎡计算。

高铁悬臂浇筑连续梁墩梁体内临时固结设计计算方法浅析摘要：连续梁悬臂法施工时，中墩墩梁临时固结是连续梁施工的关键工序和安全质量保障，而对于一线技术人员来说，墩梁临时固结设计计算往往没有明确的统一的标准，相关现行规范中也查不到具体的规定，狠是困扰。

本文通过工况分析，给出了相对明确的计算方法。

关键词：悬臂浇筑临时固结竖向荷载不平衡弯矩计算近年来，国内高速铁路建设势头强劲，迅猛发展，交通网络日益丰富复杂，公路、铁路、市政等在多处呈立体交叉。

立体跨越结构物时，悬臂浇筑连续梁往往是经常采用的结构形式。

因此，在桥隧比占比很高的高铁建设中，悬臂浇筑连续梁成了桥梁工程中重要组成部分。

连续梁悬臂法施工时，中墩墩梁临时固结是连续梁施工的关键工序和安全质量保障，而对于一线技术人员来说，墩梁临时固结设计计算往往没有明确的统一的标准可查；设计院给出的支座反力多为压应力，而临时固结图中却布置了大量三根一束的锚固钢筋，自相矛盾，且给0#块施工带来很大困难。

本文通过以中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁（悬臂浇筑施工）跨度：60+100+60m》（通桥（2015）2368A-V-1）为例进行工况分析，给出了相对明确的计算方法。

1.工程概况中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁（悬臂浇筑施工）跨度：60+100+60m》（通桥（2015）2368A-V-1）为时速350Km/h双线连续梁系列图纸，桥面宽度为12.6m，适用于桥面铺设CRTSⅠ型板式、Ⅰ型双块式、Ⅲ型板式无砟轨道。

梁全长221.5m，中支点截面中心线梁高7.835m，梁底下缘按二次抛物线变化，每个T构设13个悬浇节段，具体节段参数如下：2.按设计图纸说明计算2.1工况分析根据中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁（悬臂浇筑施工）》，图号：通桥（2015）2368A-V-1，不考虑一侧挂篮突然坠落的情况（施工时应加强挂篮锚固，杜绝该类事故发生），只考虑正常施工的情况，即以下两种工况。

连续梁悬浇施工临时固结（支座）设计计算及应用优化目前铁路及公路桥梁设计时，连续梁凭其自身的诸多优点应用已非常普遍，受现场地形、环境等因素的限制，部分连续梁只能采用采用悬浇法施工。

连续梁在T构悬浇过程中，因施工等诸多因素会产生不平衡弯矩，为了确保施工安全，需要在墩顶设置墩梁临时固结（支座）或墩旁设置临时支墩。

本文结合现场工程实例，介绍了某铁路客运专线跨高速公路连续箱梁，采用悬浇法施工时，墩顶墩梁临时固结的设计计算思路及现场做法;并就根据现场实际情况，如何选取和优化临时固结结构形式做了简单的说明。

标签：连续箱梁;临时固结（支座）;设计;计算;应用优化一、工程簡介本工程为××铁路客运专线××铁路特大桥跨××高速公路双线连续梁。

设计目标时速200km/h，结构形式为60m+100m+60m预应力连续箱梁，总长221.5m。

采用挂篮悬臂浇筑法施工。

按施工顺序共划分为51个梁段，各节段长度及混凝土体积见下表（图）。

0#块梁高为7.5m，边跨现浇段及跨中梁高均为4.5m。

连续梁节段参数表二、现场采用的临时固结措施现场墩顶墩梁临时固结采用HRB335Ф32钢筋和C50混凝土设置，每墩采用308根Ф32钢筋，每根长337.2cm，混凝土截面尺寸采用0.6m*2.3m，每墩4个，具体布置形式见下图。

在临时固结混凝土与墩顶及梁底接触面上铺设塑料膜或油毡作为隔离层，便于临时固结拆除。

若条件许可，可以在临时固结顶、底面处，或中间设置厚5～10cm的硫磺砂浆，预埋电阻丝以便于拆除。

三、设计计算说明设计给定的不平衡弯矩为68000KN·m，相应支反力为60000KN。

首先根据现场实际情况计算不同工况下的不平衡弯矩，及相应支反力，验算设计给定值是否满足要求。

若墩顶临时固结采用HRB335Ф32钢筋和C50混凝土，每墩临时固结需要的钢筋数量、长度，混凝土截面尺寸等参数，通过选取的最大不平衡弯矩和反力确定，最后考虑一定的安全系数后，根据现场实际情况，最终确定临时固结措施的各项参数。

附件三：连续梁临时固结计算书一、墩梁临时固结的设置本桥墩梁铰接，为避免悬灌梁施工时前后梁段荷载不平衡产生倾斜，且不使永久支座过早受力，在悬灌梁施工过程中，应设置临时支座，并临时将桥墩与梁体固结。

临时固结施工步骤如下：墩身施工时在墩顶上设置强度等级为C40，横截面为0.9×2.7m的砼临时固结支墩(中间设两层5cm厚40号硫磺砂浆层)。

其余部分与梁体钢筋焊接，形成墩梁临时固结，以抵抗墩梁节点处不平衡弯矩作用。

顺桥向中心距2.7m。

图1-1 墩顶临时锚固构造示意图二、荷载计算纵向最大不平衡弯矩由悬臂灌注两端混凝土灌注不平衡重、成型后各节段由于施工误差产生的不平衡重、不对称设置的锯齿块的不平衡重等引起的。

表2-1给出了(48＋80＋48)m连续梁的节段长度、节段重量等主要计算参数。

图2-1给出了临时锚固受力简图。

图2-1 临时锚固受力简图临时支座处的精轧螺纹钢承担。

在结构最大双悬臂状态，劲性骨架锁定前，临时压重已经加载，为临时支座受力的最不利状态。

由于上部结构自重产生的临时支座竖向反力为(考虑了挂篮自重、压重自重)：tR R 9.171525.592709.1215.1208.1.1234.1188.1324.1380.1450.1327.1368.1505.29621=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++++++++== 在结构最大双悬臂状态，考虑一侧各节段混凝土自重超重5%，并考虑另外一侧挂篮与梁段混凝土掉落(考虑1.2的冲击系数)，由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态。

其弯矩为：()mt M .1.101582.10.27309.4508%50.27309.45087.39774.35694.29884.28873.25258.21383.15182.11624.8290.593=⨯++⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++++++++=临时支座中心距2.7m ，由于不平衡弯矩导致临时支座处的竖向力为：t d M R 3.37627.212.10158===' t R R 2.54783.37629.1715max 2max 1=+==t R R 4.20463.37629.1715min 2min 1-=-==三、临时锚固的检算连续梁在悬灌施工过程中由于在不同工况下，施工管理与控制差异、认为操作的不准确等因素，连续梁会产生一定的不平衡力矩，本段（48＋80＋48）m 悬灌连续梁不平衡力矩约为10158.1t ·m 。

7临时固结验算7.1临时固结设计方案为确保悬臂浇筑过程中支架结构的稳定性，根据设计要求，主墩和主梁0#块之间设置临时支座和锚固钢筋进行墩梁临时固结，以抵抗施工中可能出现的不平衡弯矩。

其中在永久支座两侧设置两个临时支座,尺寸4.8×0.6×0.5m，采用C50混凝土浇筑；每个临时支座上分别布置94根φ32型号HRB400钢筋，锚固钢筋中心距主墩中心 1.0m。

临时支座顶面标高与永久支座顶面标高保持一致，避免拆除永久支座时，下落时使梁体产生振动损坏梁体及永久支座。

按照设计要求，永久支座不得过早受力。

在悬浇过程中，视为永久支座不受力，按临时固结结构承担悬浇梁全部荷载和最大倾覆弯矩设计。

7.2设计参数（1）抗倾覆安全系数K=1.5；=360MPa；（2）Ф32 HRB400钢筋抗拉强度设计值fy=23.1MPa。

（3）C50混凝土轴心抗压强度设计值fC7.3临时固结抗倾覆荷载为安全起见，本方案按照施工中的极端不利因素设置临时固结措施。

这种极端的因素是施工中意外发生悬浇最后一节段全部浇完时连同挂篮坠落。

梁段号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 挂篮自重 长度（m ） 5.5 3.5 3.53.53.5 3.5 4 4 4 4 力臂（m ） 2.75 7.25 10.75 14.25 17.75 21.25 25 29 33 37 37 重量（kN ） 2989 1352 126111801110 1050 1084 982 956 943 436 弯矩（kN ·m ） 8220980413554 1681219694223132709328481315513489516132弯矩小计（kN ·m ） 228547.475竖向力小计（kN ）13342.5这种工况的倾覆弯矩为单侧9#块自重和单侧挂篮自重引起的弯矩，力臂为37m 。

临时固结抗倾覆计算荷载为：最大竖向反力：kN N 25306436-943-25.13342=⨯=； 最大不平衡弯矩：m kN M ⋅=+=510271613234895。

京沪高速铁路大汶河特大桥（32+48+32）米连续梁墩梁临时固结施工法的计算一、临时固结荷载计算（32+48+32）米连续梁悬臂浇注施工时，产生不平衡弯矩的原因主要有五个方面：１、风荷载；２、梁体自重不均匀（如胀模等）；３、施工荷载不均匀；４、施工机具（如挂蓝、吊机等）不同步引起的不平衡弯矩； ５、混凝土浇注不同步引起的不平衡弯矩。

各项荷载计算：1、风荷载计算１）、基本风速根据《全国基本风速值和基本风速分布图》查得：山东泰安地区基本风速为1022.3/V m s =２）、设计基准风速V d110d V K V =⨯K 1—风速高度变化修正系数。

本桥址区属一般场地，地面分类为B 区，桥面离地面高度约为10m ，查表得风速高度变化修正系数1 1.00K =，所以1.0022.322.3/d V m s =⨯=由于进行施工阶段的验算，根据《抗风设计指南》第3.3.1条，施工阶段的设计基准风速 sd d V V η=⨯。

η—风速重现期系数，一般取10年重现期的设计基准风速，查表得η=0.84。

0.8422.318.7/sd V m s =⨯=３）、竖向风荷载212v sd H P V C BK ρ= ρ—空气密度，一般取ρ=1.225C H —阻尼系数，C H =1.4 （H / B =0.34，L / B =1.94，B —主梁的全断面宽度12米，H —主梁的投影高度4.05米,L —主梁的节段半长23.25米,）K —施工阶段的不平衡系数0.521/2 1.22518.7 1.4120.518/v P kN m =⨯⨯⨯⨯⨯=连续梁悬臂浇注施工时考虑一般的不对称弯矩，所以212/1L P M v =L —主梁的节段半长23.25米2211/21/21823.254865v M P L kN m ==⨯⨯=⋅2、梁体自重不均匀（如胀模等）荷载计算考虑一侧梁体比另一侧梁体重3%，一侧梁体全重G=773.015t 。

临时固接计算本桥为连续梁桥，主桥施工过程中需进行临时固结，计算图示见（图一和图二）。

分析计算模型可知，挂篮对称平衡施工时桥墩仅受压力。

考虑到施工质量和施工条件的问题，进行了以下三种工况的验算。

分别是：工况一：最后一个悬臂段不同步施工，一侧施工，另一侧空载。

工况二：一侧堆放材料、机具等0.8吨/米，端头作用15吨集中力，另一端空载；工况三：一侧施工机具等动力系数 1.2,另一侧为0.8。

列举参数意义如R1'-----左侧临时固结块作用于桥墩上的力R2'-----右侧临时固结块作用于桥墩上的力f-----施加于桥墩中的竖向预应力对桥墩产生的力R-----合成轴力M-----合成弯矩、工况一：最后一个悬臂段不同步施工，一侧施工，另一侧空载。

d■.卜，1■- ：施工至最大悬臂阶段累计内力图（图一）以1号墩为例，由计算文件可以得到R, 1214kN, R224632kN可以看到梁体有向已浇注最后一块的方向翻转的倾向。

以下计算所需精轧螺纹钢筋的根数:单侧需要7根精轧螺纹钢筋即可（二）分析桥墩受力 资江大桥主墩墩身截面如图1中的左图，已知Nd=23418KN ,Mdx=38767.8KN • m , fcd =18.4Mpa , fsd = fsd ' =280 Mpa , L = 21m,计算主墩 墩身配筋。

1、计算截面在弯矩M dx 作用平面内的配筋。

截面中性轴为 y-y 轴 计算可得箱形截面的A=11.7m2, Iy=12.7205m4在保证A , I 值相等的前提下，箱形截面转换成I 形截面，如下图右图，按偏 心受压构件的计算原理计算截面配筋，计算图示如下：图二bf ' =bf=5.988m , h=3m , b=0.769m , hf ' =hf=0.9m ,设 a ' =a=0.06m ,则 h0=h-a=2.94m 。

e0=Mdx / Nd=38767.8/23418=1.655m,R'|A A31214 10 280 1064.336 10 3m 2H- - 11尹T+ 1 * • * *4 * V w1 ----- 齐ziyrj'o1JLbF --------K-*.1一」L—1 ■ ■ i •X X \卞II ■ ■ ■图一TjX rL0=2L=42m, i=V(I /A)= V(12.7205/ 11.7)=1.043m由于L0/i=42/1.043=40.3>17.5所以应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴 向力偏心矩的影响Z 1 = 0.2+2.7X e0/h0 = 0.2+2.7X 1.655/2.94=1.720>1 取 Z 1 = 1; Z 2= 1.15-0.01X L0/h = 1.15-0.01X 42/3 = 1.01>1 取 Z 2= 1。

连续梁桥施工模拟分析中拆除墩梁临时固结的一种计算方法中铁十九局集团第二工程有限公司华东公司张俊宏摘要针对连续梁桥悬臂施工的特点，给出了一种计算拆除墩梁临时固结的方法。

关键词连续梁桥施工墩梁临时固结1引言悬臂施工法是大跨度连续梁桥施工中常用的方法，施工时采用墩梁临时固结措施，待悬臂施工至至少一端合拢后，拆除临时固结，恢复实际结构支承状态。

通常，在连续梁桥施工模拟的有限元法分析中，对拆除临时固结这一施工过程的计算分两步进行，第一步计算出墩梁临时固结处墩梁间的相互约束力，第二步将这一约束力反向作用于支承变为实际结构支承形式的结构的墩梁连接处，以达到对墩梁临时固结拆除过程的模拟计算。

本文给出了一种不用计算墩梁间的相互约束力，就能对这一过程进行模拟计算的方法。

下面以五跨连续梁桥为例分三种情况对这一计算方法进行了说明和验证。

2方法说明跨度分布（对称结构，取半跨）如图1a所示，主梁为等截面箱梁，截面尺寸如图1b所示，单元及节点划分情况参见图1c，混凝土弹性模量Ec=3.3×104Mpa。

情况1：遍跨合拢过程的模拟计算，这包括结构承受合拢段自重、张拉合拢束、拆除2#墩临时固结等程序。

为简化计算并不影响问题的说明，自重作为均布荷载（q=184KN/m），预应力筋为直线配筋、横截面积为0.00532m2、有效应力为1086Mpa、力筋重心距梁顶面20cm。

结构受力示意如图2。

图2 边跨合拢下的内力和变形，以上两步计算结果累积得到边跨合拢结构内力和变形的变化量。

本文方法在计算这一过程时，是把合拢段自重和合拢力筋作为外力直接作用在2#墩为实际支座的图2所示的结构体系上，得出边跨合拢这一过程中结构内力和变形的变化量的，分析计算中省去了考虑2#墩的支承变化过程，使计算得到简化。

表1中列出了分别利用常规方法和本文方法计算所得的主梁挠度值。

主梁挠度变化量对比（10-3）表1注:单位m；①表示常规方法；②表示本文方法。