南官河大橋懸澆箱梁臨時(shí)支承受力分析

1、南官河大橋懸澆箱梁臨時(shí)支承受力分析陳繼洪1工程概況南官河大橋位于江蘇省高港區(qū)，主橋跨越南官河，主橋上部結(jié)構(gòu)為(49+85+54)m 三跨錯(cuò)孔布置變截面預(yù)應(yīng)力混凝土單箱單室連續(xù)箱梁，采用垂直腹板。箱梁橋面 板寬16m。梁高采用二次拋物線進(jìn)行設(shè)計(jì)。該橋?yàn)樽?、右幅分離式連續(xù)箱梁構(gòu)造。 南官大橋主橋每個(gè)T構(gòu)共10對(duì)懸臂塊，主橋下部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土圓端形實(shí)體 式橋墩。墩身橫向?qū)挾?. 25 m，厚度3. 0 m，承臺(tái)厚度為3. 0 m，平面尺寸為 12. 2 mX11.0 m的矩形形狀。由于設(shè)計(jì)上采用了掛籃式懸臂澆筑施工工藝，在 掛籃施工過程中必須設(shè)置臨時(shí)支承來承受梁體結(jié)構(gòu)，為此我們根據(jù)墩身寬度在縱

2、橋向兩側(cè)設(shè)置了四個(gè)8. 25 mX0. 5 mX0. 5 m(長(zhǎng)X寬X高)的臨時(shí)支座。在主 橋邊跨合龍及底板鋼束張拉結(jié)束后，徹底解除臨時(shí)支承，由永久性支座來承受反 力，進(jìn)行梁體的體系轉(zhuǎn)換。橋址區(qū)風(fēng)荷載為0. 25 kPa。2臨時(shí)支承的力學(xué)驗(yàn)算2. 1力矩模型的建立以一側(cè)臨時(shí)支座中心線為力矩中心，取這一臨時(shí)支座兩側(cè)的力矩建力矩平衡關(guān)系 式進(jìn)行計(jì)算，將最不利荷載情況全部加在短力臂端。臨時(shí)支座中心線距墩中心線25 m，臨時(shí)支座為C50混凝土結(jié)構(gòu)；臨時(shí)支墩為C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其中心 距主墩中心線3. 60 m。2箱梁高度和底板厚度的設(shè)置箱梁高度和底板厚度均按二次拋物線設(shè)置，同一塊段箱梁截面尺寸相差

3、不大，計(jì) 算時(shí)塊段自重取集中力計(jì)算，每塊段長(zhǎng)度的1/2做集中力受力點(diǎn)。梁段混凝土容 重按26 kN/m3計(jì)算。選用菱形掛籃進(jìn)行懸臂梁段澆筑施工，掛籃與模板自重按950 kN控制。每側(cè)施工產(chǎn)生的活荷載（人員及機(jī)具）按橫橋向4 kN/m控制，橋面 寬16 m，則施工點(diǎn)荷載為4X16=64kN，力矩取10號(hào)塊段中心計(jì)算。梁體底部布設(shè) 有四個(gè)8. 25mX0.5mX0.5m（X寬X高）的臨時(shí)支座，采用C50素混凝土（ =18.4 MP&）。使用此值計(jì)算，得到單側(cè)臨時(shí)支座抗壓承載力為2X18.4X8. 25X0. 5=151.8 MN=151800kN。臨時(shí)支座中心線距梁體中心線1. 25 m。2. 3

4、不平衡荷載的計(jì)算依據(jù)1）每個(gè)塊段超重不得超過設(shè)計(jì)總量的3 %，按最不利情況單側(cè)每段都超重3 %，并 且這一側(cè)到15號(hào)塊澆筑完全超重，另一側(cè)不超重計(jì)算。2）在梁段超重的一側(cè)有施 工線荷載5 kN/m，按混凝土泵管布設(shè)及梁頂堆放器材計(jì)算。3）在梁段不超重一側(cè)有向上的風(fēng)，查JTG D602004公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范泰州 地區(qū)基本風(fēng)壓為0. 25 kPa，橋?qū)?5. 75 rrl，風(fēng)向按照最大力臂方向吹，風(fēng)荷 載為0. 25X16=4 kN/m。4）兩側(cè)施工點(diǎn)荷載54. 6 kN，考慮作用在10號(hào)塊施工時(shí)。5）“T 構(gòu)10號(hào)塊共有混凝土46.34 m3，最不利情況取在10號(hào)塊塊段施工時(shí)不超 重一側(cè)比另

5、一側(cè)遲灌混凝土 24 m3，計(jì)624kN。2. 4力學(xué)分析最不利荷載組合狀態(tài)：“T”構(gòu)在施工到10號(hào)塊時(shí)，臨時(shí)支座左側(cè)有梁體自重， 向上吹的特殊風(fēng)，施工點(diǎn)荷載，掛籃及模板自重，遲灌的混凝土等荷載；另一側(cè) 有梁體103 %的自重，施工線荷載，施工點(diǎn)荷載，掛籃及模板自重等。正常施工 狀態(tài)下的不利荷載組合狀態(tài)：“T”構(gòu)在施工到10號(hào)塊時(shí)，臨時(shí)支座左側(cè)有梁體 自重，施工點(diǎn)荷載，掛籃及模板自重等荷載；另一側(cè)仍有因現(xiàn)場(chǎng)施工控制不當(dāng)產(chǎn) 生的梁體超重，按梁體103%的自重控制以及施工點(diǎn)荷載，掛籃及模板自重等。施工工況的力學(xué)分析，各狀態(tài)力學(xué)計(jì)算結(jié)果見表1。表1以右側(cè)臨時(shí)支座為中心的力距平衡計(jì)算表序 號(hào)力源塊段長(zhǎng)

6、M左方（穩(wěn)）右方（傾）（力=自重*1.03力/KN臂/MM/KN.M力/KN臂/MM/KN.M10號(hào)53550.61.254438.22懸臂 段1號(hào)31430.34.256078.61473.21.752578.12號(hào)31359.87.259858.61400.64.756652.83號(hào)3.51503.810.7516166.315498.2512779.254號(hào)3.5142314.2520277.751465.711.7517221.9755號(hào)3.5137017.7524316.4141115.2521517.756號(hào)41463.521.75318321507.519.2529019.375

7、7號(hào)4139825.7535999144023.25334808號(hào)41326.529.75394641366.327.2537231.6759號(hào)41343.433.7545340.41383.731.2543240.62510號(hào)41204.837.7545482.7124135.2543745.2517373.7279253.9514238247466.83特殊風(fēng)-15118.9-2853.94施工線荷載181.117.633192.7935施工點(diǎn)荷載6437.7524166435.2522566掛籃95037.7535862.595035.2533487.57遲灌砼-62437.75-235

8、56最不利荷載組合狀態(tài) （1+2+3+4+5+6+7）EM 左=291122.6KN.MEM 右=286402.3KN.MEN 左=17612.7KNEN 右=15433.1KN左臨時(shí)支座壓力/KN1888.1右臨時(shí)支座壓力/KN31157.7分析結(jié)果EN=33045.8KN,K 抗傾覆=EM 左/EM 右=1.0161,結(jié)果安全正常施工狀態(tài)（1+2+5+6）EM 左=317532.45KN.MEM 右=283210.3KN.MEN 左=18387.7KNEN 右=15252KN左臨時(shí)支座壓力/KN13728.9右臨時(shí)支座壓力/KN19910.8分析結(jié)果EN=33639.7KN,K 抗傾覆=E

9、M 左/EM 右=1.1211,結(jié)果安全在不考慮臨時(shí)支墩作用的情況下，以右側(cè)臨時(shí)支座為力矩中心建力矩平衡關(guān)系式 得出：右側(cè)臨時(shí)支座左側(cè)的整個(gè)重量為：EN左=17612.7kN,EN右 =15433.1 kN；E M左=291122.6kNm., EM右=286402.3kN mo兩側(cè)臨時(shí)支座距離2.5 m,則左側(cè)臨時(shí)支座所承受的反力：R左二（M左一 M右）/ 2.5= 1888.1 kN；右側(cè)臨時(shí)支座所承受的反力：R右二（N左 + N右）一R 左=31157.7 kN。EM左/EM右二1. 016，安全。在不考慮臨時(shí)支墩作用的情況下，臨時(shí)支座所能 產(chǎn)生抵抗不平衡力矩作用的能力偏小。在最不利荷載

10、組合情況下，各種荷載在沒 有臨時(shí)支墩的作用下達(dá)到自平衡。故考慮設(shè)置臨時(shí)支墩來增加安全系數(shù)。2. 5臨時(shí)支承承載力驗(yàn)算1）臨時(shí)支座驗(yàn)算，計(jì)算過程詳見2. 4o R右=31157.7 kN151800 kN,滿足承載力 要求。2）為了加大臨時(shí)支承的安全系數(shù)，參考以往施工的經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算理論數(shù)據(jù)，在墩旁 每側(cè)距墩中心線3. 60 m位置腹板底部布置臨時(shí)支墩，每側(cè)2根，每氣”構(gòu)共4根。 臨時(shí)支墩初步選用C30鋼筋混凝土構(gòu)造圓柱，直徑1.2 m，主筋采用17根#22mm的 HRB335鋼筋，箍筋采用10 mm的R235鋼筋，柱高6 m。C30混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 為13. 8 MPa，HRB335鋼筋抗壓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均為280 MPa。鋼筋保護(hù)層厚度為 0.03 m。因臨時(shí)支墩上部鋼筋錨入梁體腹板，下部鋼筋錨入承臺(tái)，柱高6 m，構(gòu)件兩端固 定，根據(jù)JTG D622004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：鋼筋混凝 土軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)配有箍筋(或螺旋筋或在縱向鋼筋上焊有橫向鋼筋)時(shí)，其正 截面抗壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：y0NdW0. 90Mfod.A +f,dA,s ) (1)其中，為軸向力組合設(shè)計(jì)值；為軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；A為構(gòu)件毛截面面積，當(dāng) 縱向鋼