8临时固结计算
单单幅主墩临时固结设计为每侧4根直径800×10mm钢管混凝土柱加钢筋与梁体进行临时固结。为方便现场施工拟更改为在墩身设置0.4×3.5m×3尺寸的混凝土临时支座加28钢筋与梁体联接形成临时固结的方式。
图8.1 临时固结布置图
8.1 工况分析
考虑正常施工的情况,即以下两种工况。
工况1:悬浇节段工况,即在浇筑混凝土时,考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用,不同步浇筑节段混凝土的重量差为20t(8m3)。
工况2:挂篮行走工况,即在挂篮行走时,考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用
的同时,不同步移动挂篮。
两种工况的荷载分别计算,不会同时产生。
偶然作用下,非正常状况出现时,考虑以下工况。
工况3:P23#墩在悬浇10块段时,以单侧挂篮掉落为最不利状态。
8.2 正常施工分析
临时固结荷载为竖向荷载和不平衡弯矩。 竖向荷载计算如下:
临时支墩所承受的竖向力为混凝土自重,考虑人群机械及冲击荷载,
则: 混凝土重量为:45.7t,(0号块和2倍的1至10号块)
菱形挂篮及模板重量为120t,则竖向荷载为:
1200×2+457=51357kN
最大不平衡弯矩计算考虑的不平衡荷载有:
(1)一侧混凝土自重超重5%;
(2)一侧施工线荷载为0.48kN/m2,另一侧为0.24KN/m2(即考虑机具、人群荷载);
(3)施工挂篮的动力系数,一侧采用1.2,另一侧采用0.8;
(4)另一侧风向上吹,按风压强度W=0.25kPa;
(5)节段浇筑不同步引起的偏差,控制在20t(8m3)以下;
(6)挂篮行走不同步,挂篮自重120t。
根据工况分析及规范要求,可得荷载组合:
组合一:(1)+(2)+(3)+(4)
组合二:(1)+(2)+(3)+(5)
组合三:(1)+(2)+(4)+(6)
为简化计算,箱梁单侧混凝土偏载的5%重量按均布荷载施加在连续梁上,以最远端的10号块为计算节段,其自重为168.5t,距离墩中心为45.7m,则:
(1) 24478.5×5%=1223.9kN
(2)(0.48-0.24)=0.24kN/m2
(3)120×10×(1.2-0.8)=480kN
(4) 0.25kN/m2
(5)20×10=200kN
(6)120×10=1200kN
组合一:M=1223.9×22.85+0.24×21.25×45.7×22.85+480×45.7+0.25×21.25×45.7×22.85=60775.3kN.m
组合二:M=1223.9×22.85+0.24×21.25×45.7×22.85+480×45.7+200×40.9=63407.8kN.m
组合三:M=1223.9×22.85+0.24×21.25×45.7×22.85+0.25×21.25×45.7×22.85+1200×4.8=44599.3kN.m
按照设计文件要求,临时固结措施要承受中支点处最大不平衡弯矩63407.8KN.m及相应竖向支反力52780.9KN,检算时取设计与计算的较大值,即最大支撑力为52780.9KN,最大不平衡弯矩为63407.8KN.m。
由平衡方程得:
RARBNLRBM倾RAL
得出反力公式为:
NLM倾52780.91.363407.8RA2002.8kN2L21.3NLM倾52780.91.363407.8RB50778.1kN2L21.3
正常施工状态时临时固结均受压,其中反力RB压力最大,为确保安全仅考虑混凝土受力,RB/A50778.1/(0.43.53)12.09MPa小于C50混凝土的抗压强度32.4 MPa。
8.3 偶然状态分析
当出现工况3的偶然情况时,P22#墩在悬浇10块段前,以单侧挂篮掉落为最不利状态。
此时P22#墩上部连续梁总重量为45583kN,单个挂篮按设计取1200kN。对应组合四:组合三:(1)+(2)+(4)+(7),(7)挂篮掉落1200kN,
M=1139.6×20.45+0.24×21.25×40.9×20.45+0.25×21.25×40.9×20.45+1200×40.9=81093.9,此时对应临时固结承受的总重力为:47922.6kN,
由平衡方程得:
RARBNLRBM倾RAL
得出反力公式为:
NLM倾47922.61.381093.97228.7kN2L21.3NLM倾47922.61.381093.9RB55151.2kN2L21.3 RA反力RA为拉力仅考虑预埋的28钢筋受力,28钢筋面积A=615.8mm2,标准强度设计值取300 MPa,单根力=615.8×300=184.7kN,故需要设置钢筋根数=7228.7/184.7=40根,考虑其他不利因素,拉力按2倍设置,配置钢筋80根。其中反力RB压力最大,为确保安全仅考虑混凝土受力,RB/A55151.2/(0.43.53)13.1MPa小于C50混凝土的抗压强度32.4 MPa的1/2。
当单侧采用C50混凝土临时支座尺寸在0.4×3.5m,共计3个,预埋28钢筋根数不小于80根时,可以满足最不利状态下的抗压、抗倾覆要求。
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