滬寧鐵路七鄉河及龍潭特大橋連續箱梁32m+48m+32m
懸灌現澆臨時立柱支墩設計方案
一、工程概況
七鄉河特大橋25#~28#墩及龍潭特大橋37#~40#墩的連續梁結構形式:梁全長113公尺,跨度為32+48+32m,單箱單室箱形、變高度、變截面結構。梁體砼強度等級採用c50。
箱梁按照r=257.256m圓曲線變化。本連續梁a0梁段、邊跨直線段、合攏段、採用支架現澆施工,其它梁段採取掛籃懸臂澆築施工,最大施工懸臂長度為23m,最大懸澆a1、b1段重量為96.
2t。連續梁為一聯三跨共兩個t構,邊跨及中跨的合攏段長度均為2m。
二、連續梁梁體各階段砼自重
1、a0#塊:131.14m3;345.8t
2、懸臂現澆段a1#~a6#(b1#~b6
3、邊跨合攏段a7#:18.3m3;48.78t
4、邊跨現澆段a8#:84.61m3;224.51t
5、中跨合攏段b7#:27.65m3;71.89t
6、a0#長8m;a5、a6和b5、b6分別長3.5m;a1~a4和b1~b4分別長3m; a7和b7長2m;a8#長7.5m。
三、臨時支墩假定
1、假定在施工階段各節重量均由臨時支墩承擔。
2、a1#~a6# 及b1#~b6#階段採用掛籃施工。
3、考慮最不利條件:
1)、邊跨掛籃施工a6#,而中跨掛籃b6#未施工。
2)、掛籃自重按25t計算。
四、臨時支墩布置
五、原設計圖臨時支墩豎向承載力
原設計圖給的臨時支墩豎向最大承載力為a0~a6及b0~b6的梁體自重值(13948.6kn)即兩端邊跨現澆段的重量未計。
六、荷載計算
(一)、梁體節段自重,不計分項係數
1、見上表
2、掛籃自重:25t
(二)、臨時支墩承載力計算
1、平衡時:
節段重量由a、b兩點共同承擔即ra=rb=(a0~a6+b0~b6)/2=13948.6/2
=6974.3kn(支墩原設計承載力)。
考慮施工荷載3%;ra=rb=6974.3×1.03=7184kn
考慮施工掛籃;ra=rb=7183.5+25×10=7434kn
2、不平衡時:見下圖
1)、相對於b點(各梁體節段重心取梁體1/2處)
a側的力矩為:掛籃重×26.5+a6×(26.
5-3.5/2)+a5×(26.5-3.
5-3.5/2)+a4×(26.5-3.
5×2-3/2)+a3×(26.5-3.5×2-3-3/2) +a2×(26.
5-3.5×2-3×2-3/2)+a1×(26.5-3.
5×2-3×3-3/2)+a0×(26.5-3.5×2-3×4)/2=200×26.
5+857×24.75+871.3×21.
25+798.2×18+858.5×15+898.
3×12+962×9+(7.5/8×3458)×3.75=
b側的力矩為:掛籃重×16+b5×(16-3.5/2)+b4×(16-3.
5-3/2)+b3×(16-3.5-3-3/2) +b2×(16-3.5-3×2-3/2)+b1×(16-3.
5-3×3-3/2)+a0×0.5/2=200×16+871.3×14.
25+798.2×11+858.5×8+898.
3×5+962×2+(0.5/8×3458)×0.25=
不平衡彎矩為:
a側的力矩-b側的力矩=103866-37734=
考慮施工荷載3%;m=66132×1.03=
2)、相對於a點(各梁體節段重心取梁體1/2處)
a側的力矩為:掛籃重×19.5+a6×(19.
5-3.5/2)+a5×(19.5-3.
5-3.5/2)+a4×(19.5-3.
5×2-3/2)+a3×(19.5-3.5×2-3-3/2) +a2×(19.
5-3.5×2-3×2-3/2)+a1×(19.5-3.
5×2-3×3-3/2)+a0×0.5/2=200×19.5+857×17.
75+871.3×14.25+798.
2×11+858.5×8+898.3×5+962×2+(0.
5/8×3458)×0.25=
b側的力矩為:掛籃重×23+b5×(23-3.5/2)+b4×(23-3.
5-3/2)+b3×(23-3.5-3-3/2) +b2×(23-3.5-3×2-3/2)+b1×(23-3.
5-3×3-3/2)+a0×3.75=200×16+871.3×21.
25+798.2×18+858.5×15+898.
3×12+962×9+(7.5/8×3458)×3.75=
不平衡彎矩為:
b側的力矩-a側的力矩=80555-53646=
考慮施工荷載3%;m=26909×1.03=
3)、原設計最大不平衡彎矩為
4)、由以上可知採用最大不平衡彎矩68116 進行計算。
5)、不平衡時臨時支墩支點反力計算
σy=0;ra』+ rb』=7434×2-857×1.03=13985kn
σmb=0;ra』×7=68816;
ra』=9831kn
rb』=4154kn
3、由以上知每個臨時立柱承受的最大壓力為9831/2=4916kn
七、每個小支墩立柱承載力驗算
每側設定支柱2個(共4個),支柱取φ529螺旋鋼管,壁厚10mm,螺旋鋼管內滿填c40砼;每個小支柱設定φ32螺紋鋼與墩身拉結。
1、單根鋼管最大承載力nd計算:
鋼管迴轉半徑:i==183.5 mm
計算長細比λ=l/i=11×1000/183.5=60
查表知軸心受壓構件穩定係數ψ=0.772,
鋼材軸向允許應力[σ]=140 mp
單根鋼管立柱的穩定承載力值:
nd=ψ·a·σ =0.772×3.14×()/4×140×10-3
=0.772×16296.6×140×10-3=1761.3kn
2、c40砼φ509立柱承載力:
計算長細比λ=l/b=11/0.509=22
查表知軸心受壓構件穩定係數ψ=0.7,
c40砼軸心抗壓fc=27mp
單根立柱的穩定承載力值:
nu=ψ·a·fc =0.7×0.509×0.509×3.14/4×27×1000=3843.9kn
3、r=nd+nu=1761.3+3843.9=5605kn > 4916kn;
滿足要求。
八、本方案設計結論
本設計方案能滿足現場施工要求。
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