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1、附件1：金华至温州铁路扩能改造工程站前工程标)跨金丽温高速公1#特大桥60HO0+6O)n连续梁0#块临时固结检算书计 算：复 核：审 核：中铁四局集团金温铁路第三项目经理部二O一一年八月目录1 计算依据 12 临时固结概述 13 根据设计文件计算 33.1工况分析 33.2荷载计算 33.3设计计算 54考虑施工中特殊荷载 64.1工况分析 64.2荷载计算 64.3设计计算 71计算依据(1) 金华至温州铁路扩能改造工程跨金丽温高速公路1#特大桥施工图- 金温扩能施(桥)-2；(2) 铁路工程建设通用参考图:时速250公里客运专线铁路有砟轨道现浇预应力混凝土连续梁(双线)(60+100 +
2、 60)m-通桥(2010)2267A-I；(3) 混凝土结构设计规范(4) 路桥施工手册。2临时固结概述悬臂法施工时，主墩临时固结是上部构造施工安全和质量的关键工序 施工临时支座时，应确保其施工质量。连续梁在采用分段悬臂浇筑过程中， 永久支座不能承受施工中产生的不平衡力矩，施工中需采取临时锚固措施， 以提供竖向支撑、抵抗施工中产生的各种不平衡力矩，保证“T”构平衡。对于较接的预应力混凝土连续梁悬臂浇筑T构，相关施工技术规范和 设计文件均要求在悬臂浇筑前“应先将墩顶梁段与桥墩临时固定”。设计文 件明确悬臂T构的最大不平衡弯矩和竖向反力。同时，这个结构大多由施 工单位自行设计施工。在铁道部经规院
3、发布的60+100+60m现浇预应力混凝土连续梁，图号: 通桥(2010) 2267A-I设计说明书施工方法及注意事项中，对墩梁临时固 结措施的要求是：“临时固结措施，应能承受中支点处最大不平衡弯矩 56557KNm和相应竖向反力51430KN。此不平衡弯矩未考虑一侧挂篮突然 坠落的情况，施工中应加强挂篮锚固，杜绝发生此类事故。临时锚固措施 一般可采取墩顶临时固结、在墩旁设置临时墩等方式，施工单位应结合具 体荷载进行计算和检算，并相应设计临时锚固措施，其材料及构造由施工单位自行设计确定。”关于墩梁临时固结抗倾覆设计没有统一的计算方法，标准也各异。以 设计文件为依据所计算出来的临时支座反力大多为
4、压应力。但是很多临时 支座上还是布置了诸多强壮锚固钢筋。这个设计布置与自己的计算结果背 道而驰，无法说服自己，也无法解释别人的提问，这种计算方法理论说服 性不强。经过对各类跨度 T 构的研究，总结认为：以设计文件给定的 M 和 N 确定临时支座抗压强度；以挂篮连带悬臂节段混凝土状态坠落为最不利 倾覆弯矩计算产生的拉应力，确定临时支座的锚固拉力；再以抗压混凝土 和锚固钢筋一体化核算规范所要求的安全系数。这样的计算方法既满足了 设计抗倾覆要求，又满足了悬浇的最大风险因素要求，同时也满足施工中 最大不平衡荷载 20 吨的要求。锚固拉筋的设置有理有据，计算方法既合理 又合情。另外在有台风的区域还应单独
5、考虑风荷载效应。跨金丽温高速公路 1#特大桥 100m 连续梁临时固结支座采用 C50 钢筋 混凝土块体，尺寸2.88mX0.8m，分列支撑垫石两侧；为方便拆除，临时 支座上下设置 2 层 5cm 厚同强度硫磺砂浆；并在临时支座内设置锚筋，每 个临时支座均采用105根3m长32mm钢筋，锚入墩内1.5m，锚入梁内 0.85m。图 2-1 临时锚固布置图3 根据设计文件计算3.1 工况分析以铁道部经规院发布的60+100+60m现浇预应力混凝土连续梁图 号：通桥（2010） 2267A-I为例，不考虑一侧挂篮突然坠落的情况（施工 时应加强挂篮锚固，杜绝该类事故发生），只考虑正常施工的情况，即以下
6、 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。3.2 荷载计算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， 并取恒载系数为 1.2,活载系数为 1.4,则:混凝土重量为：46301, （0号块和2倍的1至13号块）机械：2.5*1.2*4*13.6=163.2KN人群：2.5*1.4*4*13.6
7、=190.4KN冲击荷载：2*1.4*4*13.6=152.3KN菱形角挂篮及模板重量为 80t则竖向荷载为:(800+46300) X1.2+163.2+190.4+152.3=57026KN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=800Pa；(5) 节段浇筑不同步引起的偏差，控制在201以下；(6) 挂篮行走不同步，挂篮自重80t。根据工况分析及规范要求
8、，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)以最远端的13号块为计算节段，其自重为1301,距离墩中心为49m，则:(1) 2763X10X5%=1381.5KN(2) (0.48-0.24)=0.24KN/m2(3) 80X10X(1.2-0.8)=320KN(4) 800KN/m2(5) 20X10=200KN(6) 80X10=800KN组合 一：M=1381.5X24.5+0.24X4X 12.2X24.5+320X49+0.8X 12.2X49X24.5=61531KN组合
9、二：M=1381.5 X 24.5+0.24 X 4 X 12.2 X 24.5+320 X 49+200 X 49=59614KN组合三：M=1381.5 X 24.5+0.24X 4X 12.2 X 24.5+0.8 X 12.2 X 49 X24.5+800X4=49051KN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56557KN.m及相应竖向支反力51430KN,检算时取设计与计算的较大值，即 最大支撑力为57026KN，最大不平衡弯矩为61531KNm。3.3 设计计算墩顶临时支座结构示意图、临时支座的受力结构分析如下图所示：=N根据平衡条件可得：R + RABLR
10、 = M + LR由公式可求得：NL - MR =倾A2LNLMR =倾B2LB 倾 A由公式计算出A、B两临时支座处的反力，即混凝土的最大压应力,以确定混凝土标号；计算出竖向主筋（墩梁锚固钢筋）的最大压力和最大拉力，按最大值(一般拉应力偏大)配置墩梁锚固钢筋。计算时，按钢筋 混凝土设计规范和桥梁施工技术规范选取材料安全系数和抗倾覆安全系 数。本计算中 L=1.575m, N=57026 kN, M=61531kNm，可求得RARBNL - M均为压力。=倾=6538kN2LNLM=倾=50488kN2L按照设计文件计算的最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N计算结果， 墩顶临时支座大多为压应力,极
11、少有拉应力。按此结果设置混凝土临时支 座就可满足抗倾覆要求，可根据此压力确定临时支座的混凝土标号。临时支座的横截面尺寸为0.8X2.88m,最大竖向力为50488KN，支座 混凝土采取C50,压应力为：b 二50488(2x0.8x2.88)= 11MPa23.1MPa,满足要求。4考虑施工中特殊荷载4.1工况分析在施工中，悬臂浇筑到最后节段，如果没有做好挂篮锚固，会发生挂 篮连带混凝土坠落事故，这是施工单位最担心的特殊事件，此时也不希望 引发T构倒塌，避免带来更大的损失。在这种工况下，最不利的倾覆弯矩 会产生拉应力。对应这种拉应力，就该设置抗拉锚固钢筋。4.2荷载计算荷载主要是竖向荷载和不平
12、衡弯矩，竖向荷载计算同上节，为57026KN。不平衡弯矩计算时应考虑挂篮坠落的最大荷载，此时其他荷载均应免去，可以大大简化计算程序。即考虑一侧各节段混凝土自重超重5%，以及一侧挂篮与梁段混凝土掉落，由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态。1569.3 +1248.4 +1577.5 + 2092.0 + 2544.6M = + 2751.5 + 3077.0 + 3678.1 + 4336.5 + 4707.3 x5% +(6114.3 + 3675.0) + 5060.2 + 5044.7 + 5686.5 + 6114.3=49487.0 x 0.05 + 9789 = 12263.7t.m
13、4.3设计计算根据上节分析得JRa + Rb = N LR = M + LRB倾A NL - MR =倾由公式可求得：J A 2L NL+MR =倾b 2L按最大弯矩计算本计算中取 L=1.575m, N=57026 kN, M=122637kNm，可求得1 NL - MR =倾=10420kNA 2LJNL+MR =倾=67445kNb 2L即最大压力为67445kN，最大拉力为10420kN，通过最大压力确定混凝土标号；最大拉力配置墩梁锚固钢筋。考虑采用32螺纹钢，材料属性为：截面面积A=804.2mm2，标准强度设计值为300MPa，弹性模量取2X106Mpa,单根力=804.2X300
14、 = 241kNo故需设置螺纹钢为10420/241=44根。按2倍安全系数的最大弯矩计算本计算中L=1.575m，N=57026 kN,考虑2倍安全系数，最大不平衡弯矩值取计算值得2倍，M=2*122637=245274kNm，可求得2R =倾=49352kNa 2LVNL+MR =倾=106377kNI b 2L即最大压力为106377kN,最大拉力为49352kN。综合上述所有计算可知，考虑 2 倍安全系数时的工况，压力、拉力最 大，以最大压力确定混凝土标号；最大拉力配置墩梁锚固钢筋。临时支座的横截面尺寸为0.8X2.88m,最大竖向力为106377KN,支座 混凝土采取C50,压应力为
15、：b二106377(2x0.8x2.88)= 23MPa23.1MPa,在不考虑钢筋的情况下即可满足要求。考虑采用32螺纹钢，材料属性为：截面面积A=804.2mm2，标准强度设计值为300MPa，弹性模量取2X106Mpa,单根力=804.2X300 = 241kNo故需设置螺纹钢为 49352/241=205根。本桥临时支座采用 C50 混凝土、且每个临时支座上设置105 根锚筋可 以满足抗压、抗倾覆要求。当每个支座锚筋设置为60根32螺纹钢，一侧设置120根时，安全 系数为1+(120-44)/(205-44)=1.47能承担的最大不平衡弯矩为 122637*1.47=180276kNm为 达到 2 倍的 安 全 系数，需补充的 最 大 不 平衡 弯矩为M=245274-180276=64998kNm在 钢 管 处 安 装 锚 筋 ， L=6.1m, 故 一 侧 还 需 锚 筋 的 根
