40 64 40 m預應力混凝土連續梁臨時支墩計算書

2022-10-08 22:12:09 字數 2775 閱讀 3670

臨時支墩計算書

(40+64+40)m雙線預應力混凝土連續梁,採用掛籃懸臂澆築施工。該梁部為變截面箱梁,設有2個t構,每個t構設有1個0#塊和7個懸澆節段,0#塊樑高5.3公尺,合龍段以及邊跨現澆段樑高為2.

9公尺,梁體高度自懸臂根部至6#段端截面按二次拋物線變化。該段連續梁下部主墩為圓端形實體墩,墩身高度均為3公尺。橋梁合龍順序為先邊跨後中跨,最終完成體系轉換調整成橋內力。

橋梁合龍前,梁體固結於臨時墩身上,待中跨合龍後拆除臨時支墩。

臨時支墩設於主墩兩側,支墩採用鋼管混凝土截面,直徑1m,鋼管壁厚12mm,鋼管內混凝土採用c40混凝土。每個0#塊下設四根鋼管混凝土支墩,縱向間距5m,橫向間距5m。

圖1 臨時支墩示意圖

本次計算包括臨時支墩的強度、穩定驗算及支墩與承臺、0#塊混凝土的連線計算、區域性承壓計算等內容。

1、《鐵路橋涵設計基本規範》tb10002.1-2005

2、《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規範》tb10002.3-2005

3、《鐵路橋涵混凝土和砌體結構設計規範》tb10002.4-2005

4、《鐵路橋涵地基和基礎設計規範》tb10002.5-2005

5、《鐵路預應力混凝土連續梁(剛構)懸灌澆注施工技術指南》tz324-2010

6、《鐵路橋涵施工規範》tb10203-2002

7、《鋼管混凝土結構設計與施工規程》cecs28:90

8、《建築結構荷載規範》gb50009-2001(2023年版)

9、《鋼結構設計規範》gb50017-2003

10、《混凝土結構設計規範》gb50010-2002

橋梁對稱懸臂澆築到最大懸臂狀態時,t構受施工荷載、風荷載等的影響,此時臨時支墩受力最不利,故計算以最大懸臂狀態為基本結構進行驗算。計算荷載工況包括:

1)梁體自重不均勻

2)8#塊混凝土澆築不同步

3)8#塊澆築時掛籃移動不同步及掛籃、施工機具重量偏差

4)施工材料堆放不對稱

5)水平風荷載

6)豎向風荷載

梁體混凝土容重取26.5kn/m3,考慮梁體自重不均勻,1』#~7』#超重5%,1#~7#自重減少5%,即1』#~7』#塊容重取27.825 kn/m3,1#~7#塊容重取25.

185 kn/m3。

邊跨合龍段8#塊混凝土重量為51.15t,本橋為先合龍邊跨,後合龍中跨,所以載入時將邊跨合龍段混凝土重量加在t構上,中跨合龍段不載入。

邊跨合龍時邊跨掛籃前進一節段,中跨掛籃不移動,掛籃及機具重量取550kn。考慮掛籃、施工機具重量偏差,左側掛籃機具重乘以1.2,右側掛籃機具重乘以0.8。

考慮梁體上堆放工具材料,左側懸臂作用有10kn/m均布荷載,右側懸臂空載。

根據《鐵路橋涵設計基本規範》tb10002.1-2005第4.4.1條,風荷載強度:

基本風壓值

風載體型係數

風壓高度變化係數

地形地理條件係數

故支點處梁體風荷載大小:

跨中處梁體風荷載大小:

計算t構風荷載效應時,分左右懸臂均載入和只加一側分別計算,取最不利情況。

風荷載強度仍取,豎向風荷載大小為:

考慮不對稱載入,即左側風荷載向下,右側風荷載向上。

按最不利情況,參考《鋼管混凝土結構設計與施工規程》和《建築結構荷載規範》,荷載組合為:

組合一:1.2×(1)+1.4×[(2)+(3)+(4)]+ 1.4×0.7×(5)

組合二:1.2×(1)+1.4×[(2)+(3)+(4)]+ 1.4×0.7×(6)

採用midas/civil建立空間模型,用空間梁單元模擬主梁及臨時支墩,將上述荷載分別施加在t構上,並按荷載組合計算支墩的受力情況。

圖2 t構有限元模型圖

計算得到在組合一及組合二作用下四根臨時支墩的內力如下表:

表1 臨時支墩內力計算表

(1)軸力最大工況

根據《鋼管混凝土結構設計與施工規程》cecs28:90,對鋼管混凝土單肢柱的承載力進行驗算。由表1可知,4根臨時支墩均未出現受拉,2#臨時支墩在組合二作用下受力最不利,故對其進行驗算,其設計內力如下:

軸心受壓短柱的承載力(不考慮套箍效應)

偏心距鋼管內半徑

, 柱的計算長度

,考慮長細比影響的折減係數:

,考慮偏心影響的折減係數:

故鋼管混凝土單肢柱的承載力為:

,滿足規範要求。

(2)彎矩最大、軸力最小工況

彎矩最大、軸力最小工況設計內力如下:

軸心受壓短柱的承載力(不考慮套箍效應)

偏心距鋼管內半徑

, 柱的計算長度

,考慮長細比影響的折減係數:

,考慮偏心影響的折減係數:

故鋼管混凝土單肢柱的承載力為:

,滿足規範要求。

根據《鋼結構設計規範》,兩柱間支撐力按下式計算:

臨時支墩間支撐桿件截面為i25a,則:

,滿足規範要求。

設計只採用3025鋼筋與鋼管焊接,沒有設定區域性承壓構造,臨時支墩對承臺的區域性壓力應力集中現象不能擴散。這樣混凝土區域性應力大小為:

,超過了區域性承壓容許應力,不滿足《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規範》的要求。(其中為軸力標準值最大值,c40混凝土區域性承壓容許應力為10.8mpa,區域性承壓安全係數按規範取k=2.

0。)因為承臺與橋墩均已澆築完畢,故臨時支墩與承臺的固結構造可採用如下方式:

先將橋墩兩邊墊塊鑿除(鑿除範圍為每個臨時支墩下取3公尺長,鑿除時注意保護橋墩及橋墩鋼筋),在承台上澆築一墊塊(3m長×2m寬×1.5m高),墊塊通過植筋與承臺澆築成整體。墊塊裡布置區域性承壓鋼筋網片,墊塊裡預埋鋼筋與臨時支墩澆築成整體,臨時支墩鋼管下設一圈鋼板(設錨筋)來擴散鋼管傳遞下來的軸力。

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