现浇连续梁临时锚固支墩设置
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第44卷第9期 山西建筑Vol.44No.92 0 1 8 年3 月 SHANXI ARCHITECTURE Mar.2018 •169 •文章编号:1009-6825 (2018)09-0169-02谈悬浇连续梁墩顶临时固结施工技术王世民(准朔铁路有限责任公司,山西太原030013)摘要:混凝土连续梁挂篮法施工中墩梁固结是普通采用的形式,墩顶临时固结的形式选择和计算直接影响到悬臂施工过程的质 量和安全。
为保证悬浇连续梁施工安全和便捷,选用了安全可靠简单易行的墩顶临时固结方式,并通过严格的受力计算,确保了 悬浇施工安全,保证了成桥质量符合要求,为类似工程施工提供了借鉴意义。
关键词:连续梁,挂篮,临时固结中图分类号:U448.215 文献标识码:A1工程概况朔山联络线跨桑干总渠大桥1号~4号墩台为单线(32 +48 + 32)m后张法预应力钢筋混凝土箱型连续梁,该连续梁位于直线 上,为跨越桑干总渠而设。
梁体边支座中心至梁端0.6 m,全长113.2 m,梁高沿纵向按二次抛物变化,中支点梁高3.5 m,边支点 及跨中梁高2.5 m,中跨跨中直线段长8.4 m,边跨直线段长12.8m。
梁体截面采用单箱单室直腹板形式,顶板厚度除梁端附 近外均为32 cm,腹板厚45 cm ~ 60 cm ~ 70 cm,底板由跨中的 40 cm按二次抛物线变化至根部的60 cm。
顶板宽度7. 2 m,底板 宽度3. 8 m。
跨桑干总渠大桥(32 +48 +32)m连续梁主梁采用预应力混 凝土单箱单室变截面连续箱梁。
连续梁跨中节段采用挂篮法悬浇施工,由于节段自重恒荷载及梁上施工活荷载存在差异,梁体 可能因两端荷载对梁中产生的不平衡弯矩发生倾覆,因此连续梁 主墩施工时需要在墩顶设置临时锚固支墩。
2临时固结概述根据设计图纸,本连续梁最大不平衡弯矩11 664 kN •m,相应 竖向反力9 832 kN。
临时支座采用C40混凝土,尺寸为0. 35 m x 1.6 mxO.6 m,每个临时支座布置直径25 mm精轧螺纹钢27根 (每排精轧螺纹钢横桥向间距均为17. 5 cm,纵桥向间距为8.5 cm)。
混凝土固定支墩施工方案一、前言混凝土固定支墩是一种用于支撑建筑物或其他结构物的重要构件,其施工对结构的稳定性和安全性具有重要意义。
本文将详细介绍混凝土固定支墩的施工方案。
二、施工前准备在进行混凝土固定支墩的施工前,需要进行详细的准备工作,包括:1.设计方案确认:确认支墩的设计方案,包括尺寸、荷载等信息。
2.施工图纸准备:准备支墩的施工图纸,确保施工按照设计要求进行。
3.材料采购准备:准备好施工所需的混凝土、钢筋等材料。
4.设备准备:准备好挖掘机、搅拌车等施工所需的设备。
三、施工流程混凝土固定支墩的施工流程主要包括以下步骤:1.基坑开挖:根据设计要求,在支墩位置开挖基坑。
2.钢筋加工:按照设计要求将钢筋进行加工。
3.钢筋安装:将加工好的钢筋按照设计要求安装在支墩位置。
4.模板搭建:搭建混凝土浇筑的模板。
5.混凝土浇筑:将预先调配好的混凝土均匀浇入模板中。
6.养护:在混凝土浇筑完成后,进行养护,保证混凝土的强度和耐久性。
7.拆模:待混凝土达到设计强度后,拆除模板。
8.支撑撤除:支撑结构在混凝土达到设计强度后可以拆除。
四、质量与安全在混凝土固定支墩的施工过程中,需要注意以下质量与安全控制措施:1.施工现场应保持整洁,材料堆放有序,避免发生交叉污染。
2.施工人员应戴好安全帽、安全带等防护用具,严格遵守安全规章制度。
3.混凝土浇筑时应采用振捣和充分拌和,确保混凝土质量。
4.施工过程中要及时清理现场积水,防止水泥浆流失和浇筑质量受影响。
五、结束语混凝土固定支墩的施工是一项重要的工程,合理的施工方案和严格的质量控制是保证支墩安全稳定的关键。
只有严格按照设计要求和施工流程进行操作,才能确保支墩的质量和安全性。
希望本文对混凝土固定支墩的施工有所帮助。
(40+64+40)m预应力混凝土连续梁临时支墩计算书目录一、项目概况 (1)二、计算依据 (1)三、计算荷载 (2)3.1 梁体自重不均匀 (2)3.2 8#块混凝土浇筑不同步 (2)3.3 8#块浇筑时挂篮移动不同步及挂篮机具重量偏差 (2)3.4 施工材料堆放不对称 (3)3.5水平风荷载 (3)3.6 竖向风荷载 (3)3.7 荷载组合 (3)四、临时支墩验算 (4)4.1 模型 (4)4.2 计算结果 (4)4.3 临时支墩承载力验算 (5)4.4 临时支墩间支撑的计算 (7)五、临时支墩与承台固结验算 (7)5.1 局部承压验算 (7)5.2 临时支墩与承台连接构造建议 (8)六、临时支墩与梁体固结验算 (8)6.1 计算方法及模型 (8)6.2 荷载及边界条件 (9)6.3 工况一a计算结果 (10)6.4 工况一b计算结果 (13)6.5 工况二计算结果 (17)6.6 结果分析 (20)6.6.1 箱梁整体受力 (20)6.6.2 支墩处箱梁底板横向受力 (20)6.6.3 支墩顶处箱梁局部承压 (22)七、桥墩桩基计算 (22)7.1 下部结构构造 (22)7.2 不考虑成渝线桥墩计算 (23)7.2.1模型 (23)7.2.2 计算结果 (24)7.3 考虑成渝线桥墩计算 (25)7.3.1模型 (25)7.3.2 计算结果 (25)八、结论及建议 (27)8.1结论 (27)8.2建议 (27)一、项目概况(40+64+40)m双线预应力混凝土连续梁,采用挂篮悬臂浇筑施工。
该梁部为变截面箱梁,设有2个T构,每个T构设有1个0#块和7个悬浇节段,0#块梁高5.3米,合龙段以及边跨现浇段梁高为2.9米,梁体高度自悬臂根部至6#段端截面按二次抛物线变化。
该段连续梁下部主墩为圆端形实体墩,墩身高度均为3米。
桥梁合龙顺序为先边跨后中跨,最终完成体系转换调整成桥内力。
桥梁合龙前,梁体固结于临时墩身上,待中跨合龙后拆除临时支墩。
浅谈连续箱梁0#块临时支墩施工设计摘要大跨度连续箱梁0#块临时支墩施工以京沪高速铁路徐州至蚌埠段濉河特大桥跨越泗宿高速公路现浇连续梁为例,进行0#块临时支墩施工设计,为今后类似工程的设计提供经验。
关键词O#块临时支墩施工设计1引言随着我国基础建设的不断投入,高速铁路建设蓬勃发展,大跨度连续箱梁施工越来越多,施工单位充分考虑在技术保障的情况下,安全、工期、成本的要求,对0#块临时支墩进行施工设计,以京沪高速铁路徐州至蚌埠段濉河特大桥跨越泗宿高速公路的3跨现浇连续梁0#块临时支墩设计为例,为今后类似工程的设计提供经验。
2工程概况濉河特大桥位于安徽省宿州市,跨越规划的泗宿高速公路、302省道等;跨越方河、双庆河、股河、濉河、唐河等,起止里程DK733+997~DK755+461.02,全长20952m。
其孔跨布置为(64-24m)双线简支箱梁+(581-32m)双线简支箱梁+1-(40+56+40)m双线连续箱梁+2-(33+48+33)m双线连续箱梁。
下部结构采用钻孔灌注桩基础,双线双柱墩、单圆柱墩、矩形实心墩、圆端形墩等。
该连续梁桥为因桥梁跨径大而采用悬浇施工。
该梁部为40m+56m+40m变截面箱梁,设有2个T构,每个T构设有1个0#块和6个悬浇节段,0#块梁高4.35米,合拢段以及边跨现浇段梁高为3.05米,梁体高度自悬臂根部至6#段端截面按二次抛物线变化。
该段连续梁下部主墩为矩形墩身,墩身截面分别为9米×3.8米和7.8米×3.8米,墩身高度分别为9.382米和7.882米。
桥梁合拢顺序为先边跨后中跨,最终完成体系转换调整成桥内力。
桥梁边跨合拢前,梁体固结于临时墩身上,待边跨合拢后拆除临时支墩。
3 临时支墩施工设计根据结构可靠性以及施工可操作性要求,选择了钢管混凝土立柱作为该悬浇施工连续梁的临时支撑墩,临时支墩距支座3m,其构造如下:3-1 临时支墩立面图✌✌3-2 临时支墩平面图4 建立模型、承载能力检算临时支墩材料特性:钢管----------外径D=1m 壁厚δ=12mm 长度l=10.3m 屈服强度f=235MPa 弹性模量取Es=2×105MPa 混凝土-------C40 弹性模量取Ec=3.4×104MPa梁体悬浇至6#段,设计给出临时锚固措施应能承受中支点处最大不平衡弯矩19902kN·m 及相应竖向支反力19885kN ,由分析可知,因临时支墩距T 构中心支点较近而梁体所受预应力荷载产生的位移相对支墩高度而言非常微小,故可忽略施工中梁体施加预应力对临时支墩产生的影响。
连续梁0#块施工技术1、施工工序具体施工工序如下托架设计2、主要施工方法、施工工艺2.1、临时支座设置安装为承受悬臂施工中临时T构梁重量及不平衡弯矩,临时支墩采用在墩帽上两侧分别对称设置4个临时支墩,将桥墩和0#块固结成刚构。
临时支墩采用C50钢筋混凝土,用Φ28锚固钢筋将梁、墩锚定在一起。
具体结构见临时支墩锚固设计图。
拆除时,利用混凝土切割机将混凝土切除。
为保证临时混凝土拆除后墩身美观在临时固结与墩身联接处预设塑料薄膜或土工布等隔断物以保证拆除临时固结后梁体表面光洁。
2.2、托架施工托架是固定在墩身上部以承担0#块支架、模板、混凝土和施工荷载的重要受力结构,其设计荷载考虑:混凝土自重、模板支架重量、人群机具重量、风载、冲击荷载等,托架采取自支撑体系构件设计。
施工时按图纸要求在墩身砼浇筑时预埋好所需的预埋件作为托架支点,要求预埋件位置准确无误,以利托架拼装时连接。
在预埋件上焊接牛腿作为承重支架。
在承重支架上铺设工字钢横梁;横梁上铺设底模桁架及底模。
墩顶底模直接利用支架顶托上搭设方木,在方木上铺设竹胶板,利用顶托调整模板高度;悬臂部分采用托架施工,托架采用32#槽钢组品焊接而成,每个主墩设10榀托架,托架间距1.7m,托架上铺设32#工字钢横梁,横梁上铺设底模桁架及底模。
2.3、托架预压根据设计文件及规范要求,为确保0号段施工安全,临时支架需在0号段施工之前进行模拟加载试验,以检验临时支架各部分的承载能力,获取支架的非弹性变形及弹性变形值,为底模标高设定提供依据托架预压采用分级加载预压方案,最大加载重量为箱梁自重的120(734.9t)。
弹性、塑性变形量采用高精度水准仪测量。
结合本桥梁工程的实际情况,堆载预压方法如下:①压重前托架检查验收;②压重的准备工作:a.0#块自重和模板及各种施工荷载计算,绘出底模上压重分布图;b.预压块为沙袋;c.测量布点准备;d.各种起重设备准备;e.其他准备;③全面进行测量观测一次;④利用汽车吊机将沙袋吊运至底模上;⑤沙袋沿梁体混凝土结构纵横对称进行堆码,每级加载宜一次性加载完成。
技术交底内容:1.技术交底范围本技术交底适用于连盐铁路LYZQ-V标跨S329特大桥(40+64+40)m连续梁临时支座及支座施工。
2.设计情况跨S329特大桥连续梁起讫里程DK201+825.475—DK201+970.875(117#—120#墩),117#、120#墩为边墩,118#、119#墩为主墩,每个墩顶都需要安装支座,其中主墩还需要安装临时支座。
3.开始施工的条件及施工准备工作(1)由项目部测量人员根据图纸在支承垫石上放出支座安装中心线.(2)118#、119#主墩,117#、120#边墩周围场地需填平、夯实,表面用铲车平整,作为临时工作场地,现场能摆放25t吊车一台,平板拖车一辆。
(3)118#、119#主墩支座,117#、120#边墩支座采用平板拖车水平运输至现场,现场采用25t吊车起吊,并安放在支承垫石上。
(4)支座安装前,项目部技术人员和负责安装支座的作业人员要检查支座各部件是否与图纸设计一致,连接状态是否正常,但不得任意松动上、下支座螺栓,栓帽应安装齐全,并涂上黄油。
4.施工工艺4.1.临时支座施工工艺在连续梁施工过程中,临时固结支座采取在118#、119#墩顶墩中心线侧1.0m处设置50*470*80cm的矩形临时支墩,采用C50混凝土。
其中,单个临时支座顺桥向中心线120cm范围内布置18根PSB830φ32精轧螺纹钢(双排布置),间距30cm,埋入墩内150-200cm;120cm外预埋40根HRB400Φ32螺纹钢。
临时支座顶底面各设一薄层隔离层,隔离层用两层油毡制作,以便在合拢后清除临时支座.临时支座布置示意图:4.2.永久支座施工工艺该连续梁边墩采用TJQZ—LZ-6000-ZX/DX-0。
1g球型支座,主墩采用TJQZ-LZ-25000-GD/ZX/HX/DX-0.1g球型支座。
①支座安装前对垫石进行仔细标高检查,垫石顶面四角高差不得大于2mm。
②本系列支座采用地脚螺栓+底柱的连接方式,在墩台顶面支承垫石部位需预留孔.③支座安装工艺:球型支座在工厂组装时,应仔细调平,对中上、下座板,用连接螺栓将支座连接成整体。
连续梁临时支撑施工方案一、工程概况TLJ900型架桥机及配套运梁车运、架佛肇城际25m,30m跨度简支箱梁过(30+45+30)m、(30+50+30)m、(30+2*50+30)m、(35+60+35)m、(40+70+40)m、(40+2*70+40)m、(50+80+50)m7种连续梁架梁时,由中铁第四勘察设计院桥梁设计研究处检算(详见检算报告及解释说明)。
经检算,该架桥机及配套运梁车运、架佛肇城际标准跨度25m、30m后张法预应力混凝土双线简支箱梁经这7种连续梁时,连续梁在运架荷载作用下,梁部应力、强度、抗裂安全系数满足规范规定.但在运架梁工况下出现:架桥机后支腿作用力较大,超过支座承载力的1。
2倍。
其中(35+60+35)m的连续梁超出的反力最大,超出支座1。
2倍额定荷载923KN.这7种连续梁边墩墩顶与梁底的距离约为48cm.根据以往施工经验及设计建议,我们提出在连续梁边墩内侧加设临时支撑,让临时支撑与永久支座共同受力,保证支座的承载力不超过1.2倍的设计荷载。
二、设置临时支撑的总体思路为保证临时支撑与永久支座共同受力,在连续梁边墩垫石内侧防落梁挡块位置,利用支座灌浆料浇筑临时支撑,临时支撑长*宽=60*60cm,上部与梁底面接触处支垫4cm厚存梁用橡胶垫板,橡胶垫板尺寸为50*50cm.我们根据CA砂浆灌筑施工工艺,专门订制临时支撑灌筑袋,置于临时支撑模板内,由侧面利用灌筑管高位浇筑,保证临时支撑在墩顶与梁底间挤压密实。
在此处架梁时,临时支撑与永久支座共同受力,以保证永久支座受力不超过设计值的1.2倍.待架设箱梁完成之后,将临时支撑粉碎去除。
临时支撑位置如下图所示:三、施工准备工作11、人员组织技术员1人,负责技术指导工作;安全员1人,负责施工现场的安全;工人4人,负责具体施工操作。
2、施工机械及材料25T吊车1台,搅拌用电钻1台,200L储水桶1个,20L塑料桶2个,水舀1个,竹胶板2张,手锯1个(备用锯条1根),钢钉若干,60*60*50cm的灌注袋2个,50*50*4cm的橡胶板2张,漏斗1个,塑料软管(内径40mm)5m,电子称1台、长宽高为2m*1.5m*1.5m的钢筋吊篮1个、4m的铝合金爬梯1个等。
连续梁临时固结计算1、编制依据⑴《预应力混凝土用螺纹钢筋》(GB/T 20065-2006)⑵《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设[2010]241号)⑶《铁路工程安全技术规程》(TB10401.1-2003)⑷《混凝土结构设计规范》⑸《新建铁路铁路特大桥》⑹《无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁(双线)》(跨度:80.6+128+80.6)2、工程概况由(60+100+60)m施工图说明知,各中墩采取临时锚固措施进行墩梁固结,各中墩采取的临时锚固措施应能承受中支点处最大竖向支反力52033KN及相应最大不平衡弯矩65368KN.m。
在墩顶采用的四个临时支墩,支座内预埋25的精轧螺纹钢,钢筋深入梁体和墩顶,利用临时支座的支反力产生的弯矩抵抗梁体的纵向、横向不平衡弯矩。
临时固结支座采用C50混凝土浇筑,其轴心抗压强度为23.5MPa;固结筋采用PSB785型25精轧螺纹钢,其抗拉设计强度取ƒt=785MPa。
3、临时固结计算由于连续梁通过支座与墩柱进行铰接,悬臂施工时梁体承受不平衡弯矩及扭矩时,抗倾覆能力差。
因此,0号块施工时在墩顶设置临时固结支墩,每个临时支墩均采用25精轧螺纹钢在施工墩身时进行准确预埋。
3.1 锚固力计算按照《预应力混凝土用螺纹钢筋》,PSB785型25精轧螺纹钢,其抗拉设计强度取ƒt=785MPa,锚下控制应力σ=700Mpa。
单根25精轧螺纹钢抗拉力设计值为F=σA=700×103×π×0.0252/4=343.61KN考虑实际受力时的不均匀及其它不利因素,计算时取安全系数为1.3,单根25精轧螺纹钢抗拉力取值为F=343.61/1.3=264.32 KN。
墩顶25精轧螺纹钢合力点为墩中心,墩中心线到单侧临时支墩中心间距为2.05m,根据设计文件要求,临时支墩要满足设计不平衡弯矩65368KN·m。
设锚固反力为F,可列出如下弯矩平衡方程:F×2.05=65368,解出F=31886.8KN方法一:32精轧螺纹钢所需数量最少为:31886.8/264.3=121根,考虑精轧螺纹钢应力集中等不利因素影响,实际单边按31根布置,共计124根。
混凝土固定支墩施工方案一:混凝土固定支墩施工方案一、前言本旨在介绍混凝土固定支墩施工方案,详细阐述施工过程、工序安排和施工方法,确保施工过程顺利进行。
二、施工准备1.工地准备:准备施工所需的场地,清理垃圾和障碍物,确保施工区域整洁。
2.材料准备:准备好所需的混凝土、钢筋、模板等施工材料,并进行材料验收与储存。
三、施工工序1.基础处理:进行现场勘测,确定基础位置,进行挖掘和浇筑混凝土基础。
2.支墩安装:安装支墩模板,并根据设计要求进行定位和调整。
然后浇筑混凝土,确保支墩坚固。
3.梁柱浇筑:按照设计要求设置梁柱模板,进行钢筋绑扎,并进行混凝土浇筑。
4.墩台施工:根据设计要求进行墩台模板的搭建,进行墩台钢筋绑扎和混凝土浇筑。
5.验收与整理:检查施工质量,确保符合规范。
清理现场,准备后续工序。
四、施工方法1.基础处理:挖掘基础位置,清理基础底部,浇筑坚实的混凝土基础。
2.支墩安装:搭建支墩模板,确保支墩位置准确。
根据支墩尺寸和设计要求进行混凝土浇筑。
3.梁柱浇筑:设置梁柱模板,进行钢筋绑扎,根据设计要求进行混凝土浇筑。
4.墩台施工:搭建墩台模板,进行钢筋绑扎,按照设计要求进行混凝土浇筑。
5.验收与整理:进行施工质量验收,检查支墩、梁柱、墩台的结构坚固性和尺寸符合程度。
清理施工现场。
五、附件列表1.施工图纸2.混凝土材料合格证明3.施工队伍安全证书六、法律名词及注释1.施工图纸:根据设计要求绘制的施工场地图纸。
2.混凝土材料合格证明:由供应商出具的混凝土材料质量合格证明文件。
3.施工队伍安全证书:施工队伍成员持有的关于施工安全的合格证明。
二:混凝土固定支墩施工方案一、引言本旨在提供混凝土固定支墩施工方案的详细指导,确保施工过程安全高效。
二、施工准备1.工地准备:清理工地,确保施工区域整洁,清除障碍物。
2.材料准备:准备好混凝土、钢筋、水泥等施工材料,并进行质量检查。
三、施工工序1.基础处理:对施工现场进行勘测,挖掘基础,浇筑混凝土。
33现浇连续梁临时锚固支墩设置贾彦奇,梅伏明(1:中国电建水电十四局,河南 郑州 451464;2:中国电建水电十四局,云南 昆明 650051)
摘 要:中胜特大桥连续梁是一座跨高速公路的大跨连续梁,通过设置临时锚固支墩来抵抗挂篮施工中不平衡荷载所产生的弯矩,确保挂篮施工安全。目前,中胜特大桥已顺利完工,通过对临时支墩受力状态进行验算分析,了解施工中临时支墩的受力状态和变化规律,梁体的压力越大,临时锚固支墩抵抗弯矩的能力就越大,即所能抵抗的不平衡荷载就越大。关键词:连续梁;临时锚固支墩;挂篮悬臂浇筑;不平衡中图分类号:TV223.3+4 文献标识码:B 文章编号:1006-3951(2017)02-0033-03
DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2017.02.012
收稿日期:2016-09-21作者简介:贾彦奇(1981),男,河南郑州人,助理工程师,主要从事铁路工程施工组织和管理工作。 *
云南水力发电YUNNAN WATER POWER第33卷
第2 期
0 引言现浇连续梁采用挂篮悬臂浇筑施工作业时,主墩与梁体临时锚固是保证上部构造施工安全和质量的关键工序,应确保临时锚固支墩施工质量。连续梁在采用挂篮分段悬臂浇筑施工中,永久支座不能承受施工中产生的不平衡力矩,以免在正常运行前遭受损坏或缩短使用寿命。悬臂浇筑施工中采取墩顶临时锚固支墩,以提供梁体竖向支撑、抵抗施工中产生的各种不平衡荷载力矩,保证“T”构平衡[1]。对于铰接的预应力混凝土连续
梁悬臂浇筑T构,相关施工技术规范和设计文件均要求在悬臂浇筑前“先将墩顶段0号块与桥墩临时锚固”,设计文件应明确悬臂T构的最大不平衡弯矩和竖向反力。
1 工程概况南三龙铁路中胜特大桥为1座(70+125+70)m跨高速公路连续梁桥,连续梁主墩为混凝土实体墩,墩高29.5m,桥面宽12.5m,0号块长9m,梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。在《(70+125+70)m双线预应力混凝土连续梁》南龙施(桥)参—I—07设计说明书施工方法及注意事项中,对墩顶梁体临时固结措施的要求是:“悬臂施工时,各中墩采取临时锚固措施,悬臂浇筑时最大不平衡重力不得大于80kN,施工单位可根据现场情况采用其结构形式”,见图1。中胜特大桥连续梁悬臂浇筑段共计16段,第1节段最大,质量为2×222.2t,第16节段最小,质量为2×157t。临时锚固支墩设置在永久支座沿
桥梁走向两侧,对称设置,共计4个。连续梁临时锚固支墩截面积设计为1.5m×0.8m,每个支墩设置预埋32抗拉锚筋76根,单根长度5m,锚
入墩身2.5m,并在墩顶和梁体锚固范围设钢筋网片加强。
2 受力分析按照理论分析,应以挂篮连带悬臂节段混凝土坠落状态为最不利倾覆弯矩计算产生的拉应力,确定临时锚固结的锚固拉力,再以抗压混凝土和锚固钢筋一体化核算规范所要求的安全系数[2]。这样的计算方法既满足了设计抗倾覆要求,又满足了悬臂浇筑的最大风险因素要求,同时也满足施工中最大不平衡荷载80kN的要求。但在实际施工中,挂篮倾覆是施工中的小概率风险,一般不予考虑,可以通过加强挂篮锚固和安全管理,避免挂篮倾覆的风险。所以,针对常规施工只需要对挂篮进行各种具体工况荷载产生的不平衡力矩进行验算,确定施工安全系数。临时锚固支墩布置见图2。根据施工中荷载变动情况,中胜特大桥连续梁对临时锚固支墩设置进行以下几种工况验算[3]。
工况一:施工中荷载接近于对称分布,无不平衡荷载,临时锚固支墩不承受弯矩。永久支座
图1 临时固结支墩示意图34云南水力发电2017 年第2 期
不受力,梁体及其它施工附加荷载全部由临时锚固支墩承载,只需要对临时锚固支墩的抗压强度进行验算。工况二:由于施工中的控制误差,浇筑混凝土时两侧挂篮悬臂浇筑梁段下料不均。一侧浇筑混凝土比另一侧多6m3,产生弯矩由临时锚固支墩
承载,临时锚固支墩受弯矩作用,两侧支墩内力发生改变,内力大小需要重新计算确定。工况三:挂篮行走时,由于指挥不当或操作人员操作疏忽,单侧挂篮行走过快,不平衡荷载造成临时锚固支墩偏压,此工况内力计算类似于工况二。首先,对工况一临时锚固支墩抗压强度进行验算。永久支座一般需要在浇筑0号块之前安装固定,在浇筑0号块混凝土时承受一定竖向压力,在临时锚固支墩混凝土凝固后,主要荷载由临时锚固支墩承受。此时,临时锚固支墩处于受压状态,承载支座以上所有主体结构及附属设施荷载,包括连续梁0号块、各悬臂浇筑梁段、挂篮、模板、机具和施工人员等。已知中胜特大桥连续梁0号块质量为935.9t,悬臂浇筑梁段总质量为5950t,单只挂篮质量为80t,单只挂篮模板质量为10t,其它施工机具及施工人员质量按照10t考虑。则临时锚固支墩承载总质量:Q=935.9+5950+80×2+10×2+10=7075.9t单个临时支墩面积:S=1.5×0.8=1.2m2临时锚固支墩内力(压应力):N=Q÷S=
7075.9×1000×9.8÷(1.2×4)=14.45MPa根据临时支墩设计为C55混凝土,抗压强度标准值为55 MPa,计算所得临时锚固支墩承受的压应力14.45 MPa <55 MPa,所以临时支墩抗压强度能够满足施工要求,永久支座不会因施工中荷载过大受损[4]。
其次,按照工况二对不平衡荷载产生弯矩时临时锚固支墩内力进行验算。此时,应按照混凝土浇筑不均发生在第1节段和最后1节段分别进行验算[5]。新入仓混凝土容重取23kN/m3,浇筑
不均匀偏差按照6m3计重力为138kN。当情况发
生在悬臂浇筑第1个节段时,力学模型见图3。上部结构质量包括0号块、挂篮、挂篮模板
和人员机具,承载总质量:Q=935.9+80×2+10×2+10=1125.9t单个临时支墩面积:S=1.5×0.8=1.2m2临时锚固支墩内力(压应力):N=Q/S=1125.9×1000×9.8/(1.2×4)=4.6MPa根据力矩平衡原理,计算不平衡荷载作用下临时支墩1产生的压应力,临时支墩2产生的拉应力:支墩1受压:13.8×7.7÷3.4=31.25t 压应力为:31.25×1000×9.8/2.4=0.13MPa同理,支墩2受拉:13.8×4.3÷3.4=17.45t拉应力为:17.45×1000×9.8÷2.4=0.07MPa根据力的叠加原理:支墩1受到梁体及其它荷载的压力为4.6 MPa,在发生不平衡荷载作用下压应力变为4.6+0.13=4.73MPa,处于受压状态。支墩2受到梁体及其它荷载的压力为4.6 MPa,在发生不平衡荷载作用下压应力变为4.6-0.07=4.53MPa,仍处于受压状态[6]。
依据上述计算原理,按混凝土偏压发生在第16节段浇筑时,挂篮施工一侧比另一侧多浇筑混凝土6m3,混凝土不平衡荷载质量约为13.8t。建
立力学模型见图4。临时锚固支墩受到的压力,包括梁体混凝土挂篮和模板等质量。总荷载为:Q=935.9+5950+80×2+10×2+10=7075.9t≈70759kN
图2 临时锚固支墩布置图图3 力学模型图35单个临时支墩面积:S=1.5×0.8=1.2m2支墩内力(压力):N=Q÷S=7075.9×1000×9.8÷(1.2×4)=14.45MPa根据力矩平衡原理,计算不平衡荷载作用下临时支墩1产生的压应力,临时支墩2产生的拉应力:支墩1受压:13.8×61.2÷3.4=248.4t≈2484kN; 压应力为:248.4×1000×9.8÷2.4=1.01 MPa。同理,支墩2受拉:13.8×57.8÷3.4=234.6t≈2346kN, 拉应力为:234.6×1000×9.8÷2.4=0.96 MPa。根据力的叠加原理:支墩1受到梁体及其它荷载作用产生的压应力为14.45 MPa,在受到不平衡荷载作用下压应力变为14.45+1.01=15.46MPa,处于受压状态。支墩2受到梁体及其它荷载作用下的压应力为14.45MPa,在受到不平衡荷载作用下压应力变为14.45 -0.96=13.49MPa,仍处于受压状态。最后,按照工况三进行验算。此时两侧挂篮因距离墩中心距离不对称造成弯矩,此弯矩荷载将由临时锚固支墩承载。假设在最后1个节段挂篮行走出现差错,单侧挂篮已经行走到位,另一侧挂篮原地不动,挂篮加上对应模板总质量为90t。验算此时挂篮造成的梁体弯矩作用下,临时锚固支墩是否产生拉应力,是否处于安全状态[7]。
依次建立力学模型,见图5。
临时锚固支墩此时所承受的质量包括梁体总质量、挂篮、模板及其它附属设备质量。总荷载为:Q=935.9+5950+80×2+10×2+10=7075.9t≈70759kN;单个临时支墩面积:S=1.5×0.8=1.2m2;
支墩内力(压力):N=Q÷S=7075.9×1000×9.8÷(1.2×4)=14.45MPa。 根据力矩平衡原理,计算不平衡荷载作用下临时支墩1产生的压应力,临时支墩2产生的拉应力:支墩1受压:(90×61.2-90×53.8)÷3.4=195.88t ≈1958.8kN;压应力为:195.88×1000×9.8÷2.4=0.80 MPa。同理,支墩2受拉:(90×57.8-905×57.2)÷3.4=15.88t;拉应力为:15.88×1000×9.8÷2.4=0.06MPa。根据力的叠加原理:支墩1受到梁体及其它荷载作用产生的压应力为14.45 MPa,在受到不平衡荷载作用下压应力变为14.45+0.80=15.25MPa,处于受压状态。支墩2受到梁体及其它荷载的作用下压应力为14.45MPa,在受到不平衡荷载作用下压应力变为14.45 -0.06=14.39MPa,仍处于受压状态。
4 结语对于连续梁施工来说,大多数人第1直观感觉是,梁体质量越大临时锚固支墩需要的锚固钢筋越大。但经过对连续梁施工过程中各种工况下临时锚固支墩的受力计算,得出了与常规概念不同的结论。从不同工况下计算出来的临时支墩的内力变化情况可以看出,由于混凝土梁体和各种附加荷载的作用,临时支墩承受较大的压应力,该压应力随着梁体的质量增加而增加[8]。临时支
墩的压应力会随着不平衡荷载产生的弯矩而有所改变,但一般不会产生拉应力,因此,梁体的压力越大,临时锚固支墩抵抗弯矩的能力就越大,即所能抵抗的不平衡荷载就越大。图中给定的临时支墩中设置的锚固钢筋是根据挂篮和悬臂浇筑段混凝土跌落时所产生的弯矩设计的,如果该情况发生,在巨大的冲力作用下桥墩乃至基础都将受到破坏,即便是临时锚固可以承受该弯矩也没有什么实际意义,所以很大程度上临时锚固支墩抗拉钢筋是作为提高临时锚固支墩抗压、抗裂性能而存在,实际上是扩大了的安全储备措施。中胜特大桥连续梁于2016年6月份完成合龙,过程中收集的相关数据验证了理论计算。(下转第48页)