連續(xù)梁施工臨時(shí)計(jì)算

1、目 錄第一章緒論 基本概念1第一節(jié) 懸臂施工方法1第二節(jié) 掛籃的形式和構(gòu)造4一 掛籃形式4二 掛籃構(gòu)造4第二章0號(hào)塊施工計(jì)算6第一節(jié) 施工方法概述6第二節(jié) 懸空支架計(jì)算實(shí)例8一 實(shí)例方案設(shè)計(jì)說明8第三節(jié) 臨時(shí)支墩計(jì)算實(shí)例9一 實(shí)例方案設(shè)計(jì)說明9二 工況分析10三 荷載計(jì)算11四 結(jié)構(gòu)檢算13第四節(jié) 模板計(jì)算實(shí)例16一 實(shí)例設(shè)計(jì)說明16二 底模面板檢算17三 側(cè)模計(jì)算18四 內(nèi)模檢算20第三章掛籃施工23第一節(jié)掛籃概述23第二節(jié)貝雷桁架式掛籃25第三節(jié)三角掛籃25一 掛籃結(jié)構(gòu)組成25二 三角形掛籃主桁架檢算27三 前吊梁檢算29四 后錨梁檢算33五 底模桁架檢算34第四章合龍階段計(jì)算37第一節(jié)配

2、重計(jì)算37一 配重概述37二 配重計(jì)算38第二節(jié) 勁性骨架計(jì)算41一 臨時(shí)約束作用41二 計(jì)算實(shí)例42第一章 緒論 基本概念第一節(jié) 懸臂施工方法近十來年，隨著我國(guó)橋梁事業(yè)的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁得到廣泛改善和應(yīng)用。這主要是因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁擁有很多優(yōu)點(diǎn)，比如橋梁結(jié)構(gòu)整體性能好、剛度大、變形小、抗震性能好，特別是主梁變形撓曲線平緩，橋面伸縮縫少，行車舒適等。同時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工方法也隨之有較大的改善和發(fā)展。目前最常見的懸臂施工法不需大量施工支架和臨時(shí)設(shè)備，不影響橋下通航、通車，施工不受季節(jié)、河道水位的影響，并能在大跨徑橋上應(yīng)用，因此大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁廣泛采用掛籃進(jìn)行

3、懸臂澆筑施工。懸臂施工法是在已建成的橋墩上，沿橋梁跨徑方向、橋墩兩側(cè)對(duì)稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動(dòng)機(jī)具、模板(掛籃)繼續(xù)懸臂施工，使得懸臂不斷接長(zhǎng)，直至合攏的施工方法。它不僅在施工期間不影響橋下通航或行車，同時(shí)密切配合設(shè)計(jì)和施工的要求，充分利用了預(yù)應(yīng)力混凝土承受負(fù)彎矩能力強(qiáng)的特點(diǎn)，將跨中正彎矩轉(zhuǎn)移為支點(diǎn)負(fù)彎矩，提高了橋梁的跨越能力。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂施工的方法需在施工中進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，即在懸臂施工時(shí)，結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)呈t形剛構(gòu)、靜定懸臂梁，待施工合攏后形成超靜定連續(xù)梁。因此，在橋梁設(shè)計(jì)中要充分考慮施工過程的應(yīng)力狀態(tài)；要考慮由于體系轉(zhuǎn)換及其他因素引起結(jié)構(gòu)

4、的次內(nèi)力。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在懸臂施工時(shí)，由于墩梁鉸接而不能承受彎矩，因此，施工時(shí)要采取措施臨時(shí)將墩、梁固結(jié)。待懸臂施工至少一端合攏后恢復(fù)原結(jié)構(gòu)狀態(tài)，這是連續(xù)梁采用懸臂施工法的最明顯特點(diǎn)。為使施工受力與運(yùn)營(yíng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)的受力盡量吻合，通常用懸臂施工的連續(xù)梁橋選取變截面梁。圖1.1 大西客專晉陜黃河特大橋連續(xù)梁效果圖對(duì)采用懸臂法進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)施工，總的施工順序是：墩頂0號(hào)塊的澆筑；懸臂節(jié)段的掛籃現(xiàn)澆；各橋跨間的合攏段施工及相應(yīng)的施工結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換；橋面系施工。詳見第3頁(yè)表1.1某橋懸臂法施工步驟。表1.1某橋懸臂法施工步驟第二節(jié) 掛籃的形式和構(gòu)造掛籃是懸臂澆筑施工的主要機(jī)具，是一個(gè)能沿著軌道行走的活動(dòng)

5、腳手架，掛籃懸掛在已經(jīng)張拉錨固的箱梁梁段上，懸臂澆筑時(shí)箱梁梁段的模板安裝、鋼筋綁扎、管道安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等工作均在掛籃上進(jìn)行。當(dāng)一個(gè)梁段的施工程序完成后，掛籃解除后錨，移向下一梁段施工。所以掛籃既是空間的施工設(shè)備，又是預(yù)應(yīng)力筋未張拉前梁段的承重結(jié)構(gòu)。一 掛籃形式隨著技術(shù)水平的不斷改進(jìn)，掛籃由過去的壓重平衡式發(fā)展成現(xiàn)在通用的自錨平衡式，自錨平衡式掛籃的形式主要有桁架式、斜拉式。目前，最常見的四種形式，是菱形桁架掛籃、三角斜拉式掛籃、貝雷桁架組合式掛籃、液壓式桁架掛籃，將在后文中詳細(xì)介紹其設(shè)計(jì)計(jì)算。二 掛籃構(gòu)造掛籃通常由主承重系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、內(nèi)外模系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系

6、統(tǒng)等部分組成。1)主承重系統(tǒng)。承重結(jié)構(gòu)是掛籃主要受力構(gòu)件，可用萬能桿件或貝雷梁拼裝的鋼桁或大號(hào)型鋼制成。2)底模系統(tǒng)。底模架是供立模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、養(yǎng)生等工序用。3)內(nèi)外模系統(tǒng)。內(nèi)外模板作用同底模。4)懸吊系統(tǒng)。懸吊系統(tǒng)的作用是將底模架、張拉工作平臺(tái)的自重及其上面的荷重傳遞到承重結(jié)構(gòu)上，懸吊系統(tǒng)可采用鉆有銷孔的扁鋼或兩端有螺紋的圓鋼組成。5)行走系統(tǒng)。掛籃整體縱移采用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，掛籃上設(shè)上滑道，梁上鋪設(shè)下滑道，中間可用滾軸做滑道。本章僅做總體介紹，自第二章開始，將按施工工序詳細(xì)介紹連續(xù)梁施工過程中的設(shè)計(jì)計(jì)算。第二章 0號(hào)塊施工計(jì)算第一節(jié) 施工方法概述大跨度連續(xù)梁0號(hào)塊的施工方法很

7、多，有落地支架和懸空支架兩大類；每種類型又有不同的施工方法，根據(jù)情況各異，選用不同的施工方法。落地支架是指使用腳手架直接支撐在承臺(tái)或地面上，腳手架可以使用碗扣式、扣件式腳手架或者萬能桿件等；如果地面地質(zhì)條件不好，也可采用大鋼管支架。圖2.1 落地支架施工圖懸空支架是指在墩身上設(shè)置預(yù)埋件或者在臨時(shí)支墩（鋼管混凝土）焊接型鋼作為牛腿，再將支架支撐在牛腿上，安裝托架、模板進(jìn)行施工，多用于跨越河流或既有公路的連續(xù)梁。圖2.2 懸空支架施工圖在0號(hào)塊施工中，臨時(shí)支墩的設(shè)置是非常重要的。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，以抵抗施工中產(chǎn)生的各種

8、不平衡力矩，保證“t”構(gòu)平衡。梁體合龍后予以拆除并實(shí)現(xiàn)連續(xù)梁的體系轉(zhuǎn)換。在鐵路項(xiàng)目中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁跨度超過100米時(shí)，為保證快速施工的安全性，其墩梁臨時(shí)固結(jié)逐步加強(qiáng)，墩頂錨固鋼筋或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋加上混凝土臨時(shí)支撐的組合被廣泛采用。支架施工完畢，應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓，主要是為了檢驗(yàn)支架的可靠性，同時(shí)消除非彈性變形，測(cè)出彈性變形，用以確定底模預(yù)拋高值。支架施工可參照鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程（jgj/t 194:2009）進(jìn)行，預(yù)壓荷載采用梁體自重與施工荷載之和的1.2倍重量，荷載分級(jí)分級(jí)不少于3級(jí)，卸載時(shí)也應(yīng)分級(jí)。預(yù)壓觀測(cè)時(shí)布置好觀測(cè)點(diǎn)，每級(jí)加載或卸載完畢需停等2小時(shí)，進(jìn)行觀測(cè)。支架預(yù)壓穩(wěn)定判斷標(biāo)準(zhǔn)為在

9、全部加載完成后的預(yù)壓監(jiān)測(cè)過程中，當(dāng)滿足下列條件之一時(shí)，應(yīng)判定支架預(yù)壓合格：各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最初24h的沉降量平均值小于1mm；各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最初72h的沉降量平均值小于5mm。下面將以實(shí)例詳細(xì)介紹幾種方法的設(shè)計(jì)計(jì)算。第二節(jié) 懸空支架計(jì)算實(shí)例一 實(shí)例方案設(shè)計(jì)說明本例中的支架方案是參照金華至溫州鐵路某項(xiàng)目（48+80+48）m連續(xù)梁0號(hào)塊、1號(hào)塊的方案，0號(hào)塊底面標(biāo)高距承臺(tái)頂面為18m，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)為單箱單室、變截面箱梁。0號(hào)塊重592.9t、長(zhǎng)8m，1號(hào)塊重150.8t、長(zhǎng)3m，采用支架現(xiàn)澆，支架結(jié)構(gòu)圖如下。 圖2.3 某橋0號(hào)塊懸空支架平面圖第三節(jié) 臨時(shí)支墩計(jì)算實(shí)例一 實(shí)例方案設(shè)計(jì)說明懸臂法施工時(shí)，主墩臨時(shí)固

10、結(jié)方法是上部構(gòu)造施工安全和質(zhì)量的關(guān)鍵工序，極為重要。目前常用的有兩種方法，一種是在永久支座兩側(cè)墩頂設(shè)置臨時(shí)支座（通常是鋼筋混凝土塊），并在其中設(shè)置錨筋；另一種是在主墩兩側(cè)、承臺(tái)之上設(shè)置鋼管混凝土，并在其中設(shè)置拉筋。第一種構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力明確，臨時(shí)支座縱向間距較小，抗壓剛度大，永久支座基本不受力；在抵抗不平衡彎矩時(shí)，受拉側(cè)臨時(shí)支座壓力釋放，梁體轉(zhuǎn)角小。但是墩身要求較寬，影響美觀，體系轉(zhuǎn)化時(shí)臨時(shí)支座不易拆除。第二種則可適當(dāng)減少墩身寬度，增加美觀；同時(shí)可作為0號(hào)塊施工的支撐柱，大大減小支架材料用量，合龍時(shí)體系轉(zhuǎn)換比較容易，縮短了工序時(shí)間，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。本例中的連續(xù)梁臨時(shí)支撐體系是參照武漢至廣州客

11、專鐵路某項(xiàng)目跨既有公路南賢路連續(xù)梁，屬第二種固結(jié)方法，主跨（40+56+40）m，0號(hào)塊底面標(biāo)高距承臺(tái)頂面為8.9m，兩側(cè)鋼管間距為6m。臨時(shí)支撐采用壁厚12mm的100cm鋼管，鋼管內(nèi)填充c30混凝土。在鋼管的頂部與底部使用45根25鋼筋焊接，將鋼管與0號(hào)塊、承臺(tái)連接，焊接長(zhǎng)度為25cm，余下50cm伸入梁體(承臺(tái))，以完成墩梁臨時(shí)固結(jié)，為連續(xù)梁懸臂施工提供豎向支撐和抗傾覆彎矩。為提高臨時(shí)支撐受力性能，在鋼管之間加設(shè)16槽鋼剪刀撐，使兩根鋼管形成整體，提高其穩(wěn)定性。在梁體與臨時(shí)支墩之間設(shè)臨時(shí)支座，臨時(shí)支座為20cm厚m50硫磺砂漿。圖2.4 臨時(shí)支墩示意圖二 工況分析在懸臂施工過程中，由于墩

12、梁之間的永久支座不受力，在計(jì)算過程中混凝土墩柱可忽略不計(jì)，因此結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)，即由兩根臨時(shí)支墩和梁體組成的懸臂結(jié)構(gòu)，如下圖所示。 圖2.4 臨時(shí)支墩示意圖抗壓計(jì)算時(shí)，最不利工況為整個(gè)梁體自重及施工荷載均由臨時(shí)支墩承擔(dān)；抗傾覆計(jì)算時(shí)，主要計(jì)算依據(jù)即是保證跨中處彎矩為零。按照不利情況，考慮了如下兩類懸臂施工模式進(jìn)行分析計(jì)算： 工況1：不對(duì)稱懸澆節(jié)段模式，即在澆筑混凝土?xí)r，考慮施工機(jī)具荷載和風(fēng)荷載的不對(duì)稱作用的同時(shí)，不同步澆筑節(jié)段混凝土的重量差為20t。 工況2：不對(duì)稱移動(dòng)掛籃模式，即在掛籃行走時(shí)，考慮施工機(jī)具荷載和風(fēng)荷載的不對(duì)稱作用的同時(shí)，不同步移動(dòng)掛籃。 其中，不平衡澆筑荷載與不平衡掛籃

13、荷載不會(huì)同時(shí)產(chǎn)生；對(duì)稱掛籃荷載與不對(duì)稱掛籃荷載不會(huì)同時(shí)產(chǎn)生。三 荷載計(jì)算1、豎向荷載臨時(shí)支墩所承受的豎向力為混凝土自重，考慮人群機(jī)械及沖擊荷載，并取恒載系數(shù)為1.2,活載系數(shù)為1.4,則:混凝土重量為:2(110.136+112.564+121.883+118.617+127.921+135.116)+370.465=1822.939t機(jī)械:2.51.2413.6=163.2kn人群:2.51.4413.6=190.4kn沖擊荷載:21.4413.6=152.3kn三角掛籃及模板重量為80t則豎向荷載為:(800+18229.39)1.2+163.2+190.4+152.3=23341.2kn

14、2、最大彎矩 最大懸臂時(shí)的最大不平衡彎矩計(jì)算考慮的不平衡荷載有: （1）一側(cè)混凝土自重超重5%；（2）一側(cè)施工線荷載為6.432kn/m,另一側(cè)為3.216kn/m（即考慮機(jī)具、人群荷載，設(shè)計(jì)院提供）；（3）施工掛籃的動(dòng)力系數(shù),一側(cè)采用1.2,另一側(cè)采用0.8；（4）另一側(cè)風(fēng)向上吹,按風(fēng)壓強(qiáng)度w=800pa取,線荷載為10.72kn/m；（5）節(jié)段澆筑不同步引起的偏差,控制在20t以下；（6）掛籃行走不同步，掛籃自重40t。根據(jù)工況分析，可得荷載組合：組合一:(1)+ (2) + (3) + (4)+（5）組合二:(1)+ (2) + (3) + (4)+（6）以最遠(yuǎn)端的6號(hào)塊為計(jì)算節(jié)段,其自

15、重為110.136t,距離墩中心為25m，則：(1) 1822.989/2105%=455.75kn(2) (6.432-3.216)=3.216kn/m(3) 4010（1.2-0.8）=160kn(4) 10.72kn/m(5) 2010=200kn(6) 4010=400kn組合一:m=455.7525+3.21613.625+16025+10.7213.625+20025=25131.99kn組合二:m=455.7525+3.21613.625+16025+10.7213.625+40025 =30131.99kn按照設(shè)計(jì)文件要求，臨時(shí)固結(jié)措施要承受中支點(diǎn)處最大不平衡彎矩30131.9

16、9kn.m及相應(yīng)豎向支反力24137kn(取設(shè)計(jì)與計(jì)算的較大值)。四 結(jié)構(gòu)檢算施工設(shè)計(jì)使墩梁臨時(shí)固結(jié)，為連續(xù)梁懸臂施工提供豎向支撐和抗傾覆彎矩，故檢算鋼管砼臨時(shí)支撐受壓承載能力和鋼管砼臨時(shí)支撐抵抗不平衡彎矩能力。1、鋼管砼臨時(shí)支撐受壓承載能力的計(jì)算根據(jù)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程 (cecs28_90)4.1.2式得:其中- 鋼管混凝土單支柱的承載力設(shè)計(jì)值；鋼管混凝土軸心受壓短柱的承載力設(shè)計(jì)值； 鋼管混凝土的套箍指標(biāo)；混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；鋼管內(nèi)混凝土的橫截面面積；鋼管的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；鋼管的橫截面面積；考慮長(zhǎng)細(xì)比影響的承載力折減系數(shù)；考慮偏心率影響的承載力折減系數(shù)。本工程臨時(shí)支墩為軸

17、心受壓，僅考慮長(zhǎng)細(xì)比影響，影響系數(shù)計(jì)算公式為：當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)：鋼管外徑柱的等效計(jì)算長(zhǎng)度，則： 滿足要求。2、鋼管砼臨時(shí)支撐抵抗不平衡彎矩能力的計(jì)算(1) 鋼管抗拉承載能力(2) 連接鋼筋抗拉承載能力(3) 連接鋼筋與鋼管焊接處抗拉承載能力采用電弧焊、貼角焊縫，縫厚同鋼筋直徑，焊縫一側(cè)長(zhǎng)25cm，焊縫有效厚度按0.7倍計(jì)取。焊縫計(jì)算采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj17-88）中7.1.2-2式計(jì)算：由以上可得：則在最不利狀態(tài)下，單根鋼管砼臨時(shí)支撐抗傾覆能力為:，合格！小結(jié)：本節(jié)計(jì)算簡(jiǎn)化模型為兩支座懸臂梁（見圖2.4），混凝土墩由于支座約束并未受力，這是模型簡(jiǎn)化的關(guān)鍵。工況僅考慮正常施工，并未考慮一側(cè)掛籃突

18、然墜落的情況，因此荷載計(jì)算及組合僅考慮上述部分；施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)掛籃錨固，杜絕該類事故發(fā)生。本模型可以通過跨中處彎矩為零及豎向荷載平衡兩條件計(jì)算臨時(shí)固結(jié)處受力情況及施工各節(jié)段時(shí)的抗傾覆安全系數(shù)，雖該工況為我們追求的最佳工況（跨中彎矩為零），但并非為臨時(shí)固結(jié)最不利狀態(tài)，因此最終檢算按最不利狀態(tài)計(jì)算。第四節(jié) 模板計(jì)算實(shí)例一 實(shí)例設(shè)計(jì)說明本例中的連續(xù)梁0號(hào)塊模板設(shè)計(jì)是參照武漢至廣州客專鐵路某項(xiàng)目跨既有公路南賢路連續(xù)梁模板設(shè)計(jì)，分為底模、側(cè)模、內(nèi)模及端模。1、底模底模采用厚6mm的鋼板做面板，縱肋采用6.3-10角鋼，橫肋采用6.3槽鋼，底模設(shè)置需考慮橋的縱向坡度。根據(jù)永久支座和臨時(shí)支墩位置關(guān)系及縱向坡度

19、設(shè)計(jì)模板分塊情況。2、側(cè)模側(cè)模采用6mm厚的鋼板做面板，縱肋為6.3槽鋼，橫肋為6.3-10角鋼，模板支架用12.6槽鋼組焊成桁架結(jié)構(gòu)。支架與側(cè)模通過螺栓連接成整體，間距基本控制在0.8m/榀，側(cè)模上部用25精軋螺紋粗鋼筋拉桿對(duì)拉，每榀支架上部設(shè)置一道，支架下部支在橫橋向鋪在托梁上。外側(cè)模下邊緣與底模邊緣及側(cè)模與側(cè)模間用m18螺栓連接，螺栓間距為不大于25cm。0#塊外側(cè)模支架示意見圖：圖2.5 0#塊外側(cè)模支架示意圖3、內(nèi)模內(nèi)模采用6mm厚的鋼板做面板，縱肋為6.3槽鋼，橫肋為6.3-10角鋼，模板支架用20及14.6槽鋼組焊成桁架結(jié)構(gòu)。二 底模面板檢算面板計(jì)算按雙向薄板理論進(jìn)行，可參照路橋

20、施工計(jì)算手冊(cè)計(jì)算。1、強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)底模加強(qiáng)肋的分布間距,可將底模面板考慮為雙向板計(jì)算,基本數(shù)據(jù)如下：長(zhǎng)短邊長(zhǎng)度:lx=0.3,ly=0.67,板的截面抵抗矩:w=bh2/6=6*10-6m3(b=1m)鋼板的泊松比:v=0.3撓度計(jì)算系數(shù)kf=0.00253qx=113.1kn/m2*0.67m=75.8kn/m.qy=113.1kn/m2*0.3m=33.93kn/m縱橫肋為焊接，故按四邊固定計(jì)算：跨中方向mx=kx*q*l2=0.04*75.8*1000*0.3*0.3=272.9nm my= ky*q*l2=0.038*33.93*1000*0.67*0.67=578.8nm支座邊上的彎

21、距為 mx1=kx1*q*l2=-0.0829*75.8*1000*0.3*0.3=-565.5nm my1= ky1*q*l2=-0.0570*33.93*1000*0.67*0.67=-907nm由于泊松比不等于0,則跨中彎距應(yīng)該修正 mx2= mx +v my=272.9+0.3*578.8=446.54nm my2= my +v mx=578.8+0.3*272.9=660.7nm則mmax= my1=-907nmmax =m/w=907nm/(6*10-6m3)=151mpa1.3=188mpa滿足要求。2、撓度計(jì)算構(gòu)件剛度b0=eh3/12/(1-v2)=2*102*63/12/(

22、1-0.09)=3956nmw=kfql4/b0=0.00256*75.8*1000*0.34/3956=0.4mm0.3/500=0.6mm滿足要求.三 側(cè)模計(jì)算 1.荷載計(jì)算1.1側(cè)壓力計(jì)算根據(jù)路橋施工計(jì)算手冊(cè)，當(dāng)混凝土澆筑速度v6m/h時(shí),豎直模板側(cè)壓力計(jì)算可由下式進(jìn)行計(jì)算:pm=krh式中：h-為有效壓頭高度,澆筑速度為3.5m/h,澆筑混凝土溫度t=100度,則h=0.22+24.9v/t=1.0915m，r-為混凝土容重,取r=25kn/m3k-為影響系數(shù),混凝土加入緩凝劑時(shí)取k=1.2故pm=1.2*26*1.0915=34.06kn/m1.2側(cè)?；炷林亓靠紤]模板重量及人行機(jī)具

23、，澆筑混凝土?xí)r的沖擊荷載，并取恒載分配系數(shù)為1.2,活載分配系數(shù)為1.4,則:對(duì)a截面（厚0.2m截面）： 對(duì)b截面(厚0.3m截面)：對(duì)c截面(厚0.6截面)：2.受力分析及計(jì)算結(jié)構(gòu)分析采用midas計(jì)算，桿件均考慮為梁?jiǎn)卧?分析計(jì)算各截面最大支反力、最大彎矩、最大剪力、最大位移。側(cè)模受力簡(jiǎn)化如下:圖2.6 側(cè)模模型圖其中,側(cè)模主架采用12.6槽鋼,一般桁片采用8槽鋼。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢算，強(qiáng)度檢算為max =110mpa=145mpa桿件剛度檢算l=1.8mml/400=2.5mm滿足要求。側(cè)模面板檢算過程參見底模檢算, 側(cè)模受力如上述計(jì)算,最大線荷載為q=34.1knm,間距為30cm*4

24、0cm,均小于底模面板,故檢算略。四 內(nèi)模檢算1.荷載計(jì)算1.1側(cè)壓力計(jì)算根據(jù)建筑施工計(jì)算手冊(cè)中混凝土對(duì)模板側(cè)壓力計(jì)算得:f=0.22rct012v1/2混凝土澆筑速度v=2.5m/h,新澆混凝土的初凝時(shí)間為4.4小時(shí),修正系數(shù)12均取為1,則f=0.22*25*4.4*1*1*1.58=38.3kn/m2 有效壓頭高度h=f/rc=1.53m1.2頂板混凝土壓力計(jì)算考慮機(jī)具及沖擊荷載,頂板混凝土截面線性荷載為對(duì)a截面(厚0.4截面)： 對(duì)b截面(厚0.7m截面)： 2.建立模型及分析計(jì)算利用midas建立如下模型:骨架外部豎向桿件為22b,骨架斜桿及平桿件為14,桁片豎桿為8,螺旋斜撐桿件為

25、56mm的圓管。圖2.7 內(nèi)模桁架模型圖對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢算，強(qiáng)度檢算為max =149mpa1.25=181.25mpa剛度檢算l=8.7mm4000/400=10mm滿足要求。面板檢算參見底模檢算, 側(cè)模受力如上述計(jì)算,最大線荷載為q=38.3knm,間距為30cm*87cm,均小于底模面板,故檢算略.小結(jié)：本節(jié)在計(jì)算混凝土對(duì)模板側(cè)壓力時(shí)采用了兩種不同的計(jì)算公式，但計(jì)算出來數(shù)值基本相同。面板計(jì)算以鋼模為例，對(duì)于竹膠板、方木肋按雙向板理論計(jì)算時(shí)應(yīng)為四邊簡(jiǎn)支模型。對(duì)于模板桁架，由于桿件較多，手算比較麻煩，故計(jì)算時(shí)采用軟件midas進(jìn)行。第三章 掛籃施工第一節(jié) 掛籃概述目前最常見的四種形式，是貝雷

26、桁架組合式掛籃、三角斜拉式掛籃、菱形桁架掛籃、液壓式桁架掛籃。貝雷桁架式掛籃是以貝雷梁為主要受力體，主要優(yōu)點(diǎn)是充分利用了周轉(zhuǎn)材料貝雷片，降低了成本；缺點(diǎn)是懸澆節(jié)段自重較大時(shí)，貝雷梁本身由于銷節(jié)產(chǎn)生的撓度較大，且不如三角或菱形掛籃行走方便。圖3.1 貝雷桁架組合式掛籃圖三角掛籃是在平衡桁架式的基礎(chǔ)上，將受力主桁架改為三角形組合梁結(jié)構(gòu)，其各桿件之間通常用鉸銷連接，其工作系數(shù)（掛籃自重與節(jié)段最大重量之比）為0.3-0.5。三角掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力分明，承重能力強(qiáng)，使用比較廣泛，但也存在不足。主桁架縱梁為壓彎桿件，如果縱梁過長(zhǎng)，是的長(zhǎng)細(xì)比過大，水平分力大易導(dǎo)致壓彎失穩(wěn)，因此懸澆段重量和長(zhǎng)度受到限制，一般

27、長(zhǎng)度不大于4米。圖3.2三角斜拉式掛籃圖菱形掛籃也是由平衡桁架式掛籃的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化而來，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，各桿件均為拉壓桿件，節(jié)點(diǎn)受力，不存在受彎現(xiàn)象，具有較大的承載能力，工作系數(shù)一般為0.3-0.6。與三角掛籃相比，菱形掛籃桿件稍多，自重稍大，但受力更合理，承載能力更大。在主梁截面高，節(jié)段荷載大時(shí)，比較適用。圖3.3菱形桁架掛籃圖由此可見，在懸澆節(jié)段長(zhǎng)度小于3.5米，自重小于80噸時(shí)可采用貝雷桁架式掛籃；懸澆節(jié)段長(zhǎng)度在3.5-4米時(shí)，自重在100-150墩左右時(shí)可采用三角掛籃；懸澆節(jié)段長(zhǎng)度在3.5-4.5米時(shí)，自重在150墩左右時(shí)可采用菱形掛籃；在有條件的情況下也可采用液壓式桁架掛籃，施工

28、更方便。第二節(jié)貝雷桁架式掛籃（稍后）第三節(jié) 三角掛籃一 掛籃結(jié)構(gòu)組成三角形掛籃由主承重系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、內(nèi)外模板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及行走系統(tǒng)組成。本實(shí)例采取武廣客專線流溪河(60+100+60) m連續(xù)梁三角掛籃。1、主承重系統(tǒng)掛籃的主承重系由主梁、立柱、斜拉帶組成三角形架，再由二榀三角形架形成兩個(gè)獨(dú)立的單元。掛籃主承重系的兩個(gè)單元在澆注混凝土?xí)r共同承受懸澆梁段的重量，在掛籃前移時(shí)又可單獨(dú)走行。2、底模系統(tǒng)底模由前托梁、后托梁、縱梁、面板組成。前、后托梁均由兩根槽鋼32b與10mm鋼板組焊而成，長(zhǎng)度為10m和9m?？v梁選用槽鋼 14和角鋼10010mm焊接成主桁，腹板正下方加密布置4片，每

29、兩片連續(xù)，間距為0.6米，其余間距按0.86m 均布?？v梁與的前、后托梁采用銷子連接,從而確保調(diào)整梁底線型可發(fā)生小角度轉(zhuǎn)動(dòng)，面板選用6mm鋼板，后背槽鋼6.3cm和636mm平鋪于縱梁上。3、內(nèi)外模板系統(tǒng)側(cè)模：掛籃側(cè)模由面板、桁架、外滑道組成。面板選用6mm厚鋼板，桁架由槽鋼12.6及10組焊而成，桁架直接焊接于面板之上，并與5mm厚扁鋼將面板分格成雙向板?；烙刹垆?2b與鋼板組焊而成，通過滑道吊架實(shí)現(xiàn)滑道及底側(cè)模的前移,在澆注混凝土?xí)r，滑道與前吊桿和后錨桿一起支撐側(cè)模。行走滾輪安裝于桁架之內(nèi)，共設(shè)置七組，供調(diào)整模板位置時(shí)用。內(nèi)模；掛籃內(nèi)模由組合鋼模板、調(diào)整木模、桁架、內(nèi)滑道組成。桁架由槽鋼

30、10及8組焊而成，通過螺旋撐桿實(shí)現(xiàn)內(nèi)模的變截面，組合鋼模板和調(diào)整木模鋪于桁架上。內(nèi)滑道由槽鋼32b與鋼板組焊而成，通過滑道吊架實(shí)現(xiàn)滑道及內(nèi)模的前移,在澆注混凝土?xí)r，滑道與前吊桿和后錨桿一起支撐內(nèi)模。行走滾輪安裝于桁架之內(nèi)，共設(shè)置七組，供調(diào)整模板位置時(shí)用。端模；掛籃端模均采用分塊鋼模以適用連續(xù)梁腹板厚度和孔道位置的變化，端模板外包內(nèi)外模板前端，用螺栓固定，在連續(xù)梁頂板上方端模由伸出端面的結(jié)構(gòu)鋼筋來固定。4、懸吊系統(tǒng)掛籃懸吊系包括前吊梁的吊桿、模板后錨桿、扁擔(dān)梁與升降裝置等。前吊梁上方共布置8個(gè)吊點(diǎn)，分別懸吊于掛籃主承重系的兩個(gè)單元。后錨梁共設(shè)置4個(gè)錨點(diǎn)，其中2個(gè)錨于連續(xù)梁翼板，2個(gè)錨于頂板，前吊

31、桿和后錨桿采用l32精軋螺紋鋼。5、錨固系統(tǒng)掛籃主桁錨固共設(shè)置4個(gè)錨點(diǎn)，其中2個(gè)錨于連續(xù)梁翼板，2個(gè)錨于頂板，后錨桿采用l32精軋螺紋鋼。6、行走系統(tǒng)掛籃行走系統(tǒng)包括走行軌、反壓輪、滑靴和滑道吊架等裝置。掛籃前移時(shí)，滑靴置于主桁立柱下，手拉葫蘆牽引主桁帶動(dòng)外滑道及模板就位，主桁后端由反壓輪反壓滾動(dòng)以平衡傾覆力矩。二、三角形掛籃主桁架檢算1、受力分析及計(jì)算跨流溪河60+100+60米連續(xù)梁最大節(jié)塊重162.114t，考慮掛籃模板重及機(jī)具荷載和安全系數(shù)，掛籃桁架前吊點(diǎn)按受力按1500kn考慮，單片主桁片按750kn檢算。分析計(jì)算各桿件最大承載力、最大彎矩、最大剪力、最大位移。結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化如下圖:圖

32、3.4三角桁架模型圖主梁采用兩根槽鋼32b間隔0.7m焊一塊30010010mm鋼板連接而成，立柱由兩根槽鋼32b間隔0.7m焊一塊30010010mm鋼板，斜拉帶由兩根槽鋼25c間隔0.7m焊一塊30010010mm鋼板。主要材料力學(xué)性質(zhì)如下:槽鋼32b截面面積a=5490mm2； 慣性矩ix=80568000mm4；截面模量wx=503550mm3； 單位重量:43.096kg/m；ea=1.1*109 n.m ei=1.61*107 n.m3槽鋼25c截面面積a=4491mm2； 慣性矩ix=38800000mm4；截面模量wx=3104000mm3； 單位重量:31.329kg/m；e

33、a=8.0*108 n.m ei=7.2*106 n.m3計(jì)算結(jié)果匯總表?xiàng)U件最大彎距（knm）最大剪力（kn）最大軸力（kn）最大位移（mm）主梁29.478.81841.320立柱1483.613斜桿9.811.011121.65132、結(jié)構(gòu)檢算2.1主梁檢算:抗彎?rùn)z算max =m/w=29.47knm/(2*503550mm3)=29.3mpa=145mpa抗剪檢算軸應(yīng)力檢算均滿足要求。2.2立柱穩(wěn)定性檢算:立柱構(gòu)件長(zhǎng)度l0=0.5l=2.12m,構(gòu)件回轉(zhuǎn)半徑取i=121.1mm,則根據(jù)路橋施工計(jì)算手冊(cè),當(dāng)l0/i=17.528時(shí)，取1，軸心受壓構(gòu)件:滿足要求。2.3斜拉桿檢算（前后斜拉桿

34、受力一致）抗彎?rùn)z算 max =m/w=9.81knm/(2*289560mm3)=17mpa=145mpa軸應(yīng)力檢算 滿足要求。三、前吊梁檢算前吊梁分兩種受力狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算,一種為澆筑混凝土?xí)r承重狀態(tài),一種為走行狀態(tài)。工況一承重狀態(tài)下的計(jì)算：1.荷載計(jì)算荷載計(jì)算取最重節(jié)塊4#塊計(jì),如下：1.1側(cè)模側(cè)?；炷林亓浚ü?jié)塊長(zhǎng)3m，翼板按兩個(gè)梯形進(jìn)行計(jì)算，第一個(gè)梯形底長(zhǎng)0.2m和0.3m,高1.25m；第二個(gè)梯形底長(zhǎng)0.3m和0.65m,高2.1m。）0.5*(0.2+0.3)*1.25+0.5*(0.3+0.65)*2.1*3*2.6*10=102.2kn側(cè)模板自重(側(cè)模重按10t計(jì)，外?；罏?根槽

35、鋼32b,長(zhǎng)11m,每延米重為43.09kg/m。) (10+43.09*2*11/1000)*10=109.5kn 側(cè)模吊桿(1根)吊重：0.5*(102.2+109.5)=106kn1.2內(nèi)模 內(nèi)?；炷林亓?節(jié)塊長(zhǎng)3m,矩形長(zhǎng)4.9m,厚0.4m,兩個(gè)搗角三角形混凝土底長(zhǎng)0.9m,高0.3m。) (4.9*0.4+0.9*0.3)*3*2.6*10=173.94kn 內(nèi)模自重（內(nèi)模重按6t計(jì)，外?；罏?根槽鋼32b,長(zhǎng)11m,每延米重為43.09kg/m。） （6+43.09*4*11/1000）*10=79kn 內(nèi)模吊桿為2根，則每根吊桿受力： 0.5*(173.94+79)/2=6

36、3.2kn1.3底模（1） 腹板混凝土重量（節(jié)塊長(zhǎng)3m，腹板高為6.055m和6.335m，寬為0.8m和1.0m。） 0.5*(6.055+6.335)*0.5*(1+0.8)*3*2.6*10=434.9kn（2） 底板混凝土重量（節(jié)塊長(zhǎng)3m，底板厚0.907m為0.963m，寬4.7m。）4.7*0.5*(0.907+0.963)*3*2.6*10=342.8kn（3）底模板重量:一片桁架重為 槽鋼及綴板重:2*(6+4)*25.772=515.44kg 100*10角鋼:2*(1.2*5+1.8*6)*15.119=507.998kg 75*6角鋼:12*0.3*6.906=24.86

37、kg 腹板下桁架小計(jì):4*(515.44+507.998+24.86)=4*1048.3=4193.2kg底板桁片連接系:75*6角鋼:12*0.86*6.906=71.27kg底板下桁架小計(jì): 2*(515.44+507.998+71.27)=2*1048.3=2189.4kg 6.3槽鋼及6.3角鋼小計(jì):(6.7*4.4*6.633+4.822*6.7*4.4)*1/(0.3*0.3)/2 =1086.3+789.7=1876kg 面板小計(jì):6.7*4.4*0.006*7850=1388.5kg 前后托梁小計(jì):2*(9+10)*43.096=1637.6kg 其它:300kg則底模板重量:

38、11584.7*10=115.847kn 底吊桿受力: (434.9*2+342.8+115.847)/2/4=166kn2.受力分析及計(jì)算前吊梁受力圖簡(jiǎn)化為:圖3.5前吊梁模型圖前吊梁為2根40a的工字鋼組合:截面面積a=8607mm2；慣性矩ix=217140000mm4；截面模量wx=1085700mm3；單位重量:67.565kg/m； ea=1.8*109 n.mei=4.6*107 n.m3計(jì)算結(jié)果如下:桿件最大彎距（knm）最大剪力（kn）最大位移（mm）主梁223.7727222203.結(jié)構(gòu)檢算3.1抗彎?rùn)z算 max =m/w=223.77knm/(2*1086700mm3)=

39、103mpa=145mpa3.2抗剪檢算3.3桿件變形檢算l=1.3mml/800=7.4mm滿足要求。工況二走行狀態(tài)的計(jì)算走行狀態(tài)時(shí)只承受模板及桿件重量,受力簡(jiǎn)化如下:圖3.6前吊梁模型圖計(jì)算結(jié)果如下:桿件最大彎距（knm）最大剪力（kn）最大位移（mm）主梁1008012由計(jì)算結(jié)果可知,工況二受力均比工況一的小,故能滿足要求,具體檢算可參照工況一檢算。四 后錨梁檢算1.受力分析及計(jì)算由三角桁架檢算結(jié)果可知后錨固梁處承受的支反力為750*2kn,由四根32的精軋螺紋鋼傳力至后錨梁,后錨梁由2根40a的工字鋼組合,其受力可簡(jiǎn)化為:圖3.5后錨梁模型圖計(jì)算結(jié)果如下:桿件最大彎距（knm）最大剪力

40、（kn）最大位移（mm）主梁281.253751.32.結(jié)構(gòu)檢算2.1抗彎?rùn)z算max m/w=281.25knm/(2*1086700mm3)=129.4mpa=145mpa2.2抗剪檢算2.3桿件變形檢算l=1.3mml/800=7.4mm滿足要求。五 底模桁架檢算1.受力分析及計(jì)算結(jié)構(gòu)分析采用midas計(jì)算，桿件均考慮為梁?jiǎn)卧?分析計(jì)算各桿件最大承載力、最大彎矩、最大剪力、最大位移?？紤]兩種工況計(jì)算,腹板荷載和底板荷載作用在底模上。工況一腹板荷載情況計(jì)算底板上下橫梁為14槽鋼,支撐為100*10角鋼荷載為(43.49+0.2)*1.2/4/3*9.8=42.83kn結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化如下圖:圖3

41、.6 底模桁架模型圖計(jì)算結(jié)果如下:桿件組合應(yīng)力（mpa）最大剪力（kn）最大位移（mm）主梁12778.92.022.結(jié)構(gòu)檢算強(qiáng)度檢算如下：max =127mpa=145mpa剛度檢算l=2.021/400=2.5mm滿足要求。工況二底板荷載情況計(jì)算底板上下橫梁為14槽鋼,支撐為100*10角鋼，計(jì)算荷載為(34.28+2.3)*1.2/4/3=3.658t,其受力簡(jiǎn)化模型與工況一相同,而荷載3.658n,滿足受力要求。如計(jì)算設(shè)計(jì)院提供的張拉應(yīng)力束應(yīng)力較大，型鋼需設(shè)置很多才能滿足受力要求，可向設(shè)計(jì)院建議適當(dāng)調(diào)整張拉束。小結(jié)：本節(jié)計(jì)算難點(diǎn)在于對(duì)合龍段整個(gè)過程特別是體系轉(zhuǎn)化的理解，合龍之前為懸臂梁

42、，成橋之后為連續(xù)梁，懸臂端部（合龍?zhí)帲澗貫榱悖B續(xù)梁跨中（合龍?zhí)帲澗刈畲?，所采取的一系列措施如配重、勁性骨架、釋放永久支座約束等均是為了更好的完成體系轉(zhuǎn)化，使得彎矩由零轉(zhuǎn)化為最大值時(shí)對(duì)梁體不產(chǎn)生大的影響。對(duì)于變截面懸臂梁撓度的計(jì)算，精確計(jì)算比較繁瑣，可采用本例介紹的簡(jiǎn)單參數(shù)公式，也可利用有限元軟件進(jìn)行計(jì)算。 蚅螁肈芀蚄袃芄膆蚃肅肆薅螞螅莂蒁螞袇膅莇蟻羀莀芃蝕肂膃薂蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螆蚆腿芆螆袈肂薄螅羈羋蒀螄肅肁莆螃螃芆節(jié)螂裊聿薁袁羇芄蕆袁聿肇莃袀蝿芃荿蒆羈膅芅蒅肄莁薃蒄螃膄葿蒄袆荿蒞蒃羈膂芁薂肀羅薀薁螀膀蒆薀袂羃蒂蕿肅艿莈薈螄肁芄薈袇芇薂薇罿肀蒈薆肁芅莄蚅螁肈芀蚄袃芄膆蚃肅肆薅螞螅

43、莂蒁螞袇膅莇蟻羀莀芃蝕肂膃薂蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螆蚆腿芆螆袈肂薄螅羈羋蒀螄肅肁莆螃螃芆節(jié)螂裊聿薁袁羇芄蕆袁聿肇莃袀蝿芃荿蒆羈膅芅蒅肄莁薃蒄螃膄葿蒄袆荿蒞蒃羈膂芁薂肀羅薀薁螀膀蒆薀袂羃蒂蕿肅艿莈薈螄肁芄薈袇芇薂薇罿肀蒈薆肁芅莄蚅螁肈芀蚄袃芄膆蚃肅肆薅螞螅莂蒁螞袇膅莇蟻羀莀芃蝕肂膃薂蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螆蚆腿芆螆袈肂薄螅羈羋蒀螄肅肁莆螃螃芆節(jié)螂裊聿薁袁羇芄蕆袁聿肇莃袀蝿芃荿蒆羈膅芅蒅肄莁薃蒄螃膄葿蒄袆荿蒞蒃羈膂芁薂肀羅薀薁螀膀蒆薀袂羃蒂蕿肅艿莈薈螄肁芄薈袇芇薂薇罿肀蒈薆肁芅莄蚅螁肈芀蚄袃芄膆蚃肅肆薅螞螅莂蒁螞袇膅莇蟻羀莀芃蝕肂膃薂蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螆蚆腿芆螆袈肂薄螅羈羋蒀螄肅肁莆螃螃

44、芆節(jié)螂裊聿薁袁羇芄蕆袁聿肇莃袀蝿芃荿蒆羈膅芅蒅肄莁薃蒄螃膄葿蒄袆荿蒞蒃羈膂芁薂肀羅薀薁螀膀蒆薀袂羃蒂蕿肅艿莈薈螄肁芄薈袇芇薂薇罿肀蒈薆肁芅莄蚅螁肈芀蚄袃芄膆蚃肅肆薅螞螅莂蒁螞袇膅莇蟻羀莀芃蝕肂膃薂蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螆蚆腿芆螆袈肂薄螅羈羋蒀螄肅肁莆螃螃芆節(jié)螂裊聿薁袁羇芄蕆袁聿肇莃袀蝿芃荿蒆羈膅芅蒅肄莁薃蒄螃膄葿蒄袆荿蒞蒃羈膂芁薂肀羅薀薁螀膀蒆薀袂羃蒂蕿肅艿莈薈螄肁芄薈袇芇薂薇罿肀蒈薆肁芅莄蚅螁肈芀蚄袃芄膆蚃肅肆薅螞螅莂蒁螞袇膅莇蟻羀莀芃蝕肂膃薂蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螆蚆腿芆螆袈肂薄螅羈羋蒀螄肅肁莆螃螃芆節(jié)螂裊聿薁袁羇芄蕆袁聿肇莃袀蝿芃荿蒆羈膅芅蒅肄莁薃蒄螃膄葿蒄袆荿蒞蒃羈膂芁薂肀羅薀薁螀膀蒆薀袂羃蒂蕿肅艿莈薈螄肁芄薈袇芇薂薇罿肀蒈薆肁芅莄蚅螁肈芀蚄袃芄膆蚃肅肆薅螞螅莂蒁螞袇膅莇蟻羀莀芃蝕肂膃薂蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螆蚆腿芆螆袈肂薄螅羈羋蒀螄肅肁莆螃螃芆節(jié)螂裊聿薁袁羇芄蕆袁聿肇莃袀蝿芃荿蒆羈膅芅蒅肄莁薃蒄螃膄葿蒄袆荿蒞蒃羈膂芁薂肀羅薀薁螀膀蒆薀袂羃蒂蕿肅艿莈薈螄肁芄薈袇芇薂薇罿肀蒈薆肁芅莄蚅螁肈芀蚄袃芄膆蚃肅肆薅螞螅莂蒁螞袇膅莇蟻羀莀芃蝕肂膃薂蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螆蚆腿芆螆袈肂薄螅羈羋蒀螄肅肁莆