连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算
悬臂法施工连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析
J IA N Z A OJ I SH U㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第３期５２１㊀收稿日期:２０２０Ｇ０３Ｇ０５;修改日期:２０２０Ｇ０４Ｇ１６作者简介:魏明亮(１９８８－),男,河南舞阳人,硕士,工程师．悬臂法施工连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析魏明亮,㊀刘三奇(安徽省综合交通研究院股份有限公司,安徽合肥㊀２３０００１)摘㊀要:在预应力混凝土连续箱梁悬臂施工过程中,为保证梁体施工期间结构稳定和安全,需对梁体施工时实施临时固结措施.该文结合滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁悬臂施工实例,详细介绍临时固结设计施工及抗倾覆稳定性检算方案,确保梁体结构的稳定和安全.关键词:悬臂施工;预应力连续梁;临时固结;抗倾覆稳定性中图分类号:U ４４２㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:１６７３Ｇ５７８１(２０２０)０３Ｇ０５２１Ｇ０２㊀㊀挂篮悬臂法施工在跨河㊁跨路及高墩大跨等桥梁的施工中具有出显著的优势,因此该方法在预应力连续梁施工中得到广泛应用.在预应力混凝土连续梁悬浇施工过程中,由于不对称浇筑㊁一侧混凝土超重等因素都会在墩顶引起不平衡弯矩,并可能引发梁体倾覆.为了抵抗不平衡弯矩的作用,防止意外发生,设计及相关规范文件均要求设置墩梁临时固结措施.查阅相关资料,墩梁临时固结抗倾覆计算没有统一的方法.同时临时固结方案一般由施工单位自行设计.设计文件一般会给出最大不平衡弯矩M 和相应的竖向反力N .以设计文件为依据计算的支反力大多为压应力.在施工中,如果在悬臂浇筑过程中,挂篮及浇筑混凝土突然坠落,在这种工况下,最不利的倾覆弯矩有可能会产生拉应力,进而引发T 构倒塌,必然导致重大人员伤亡及经济损失,这虽然是施工中的特殊事件,但仍要引起施工单位的高度重视,避免此类安全事故的发生.该文结合工程实例按悬臂不同施工阶段来模拟挂篮可能坠落工况,对每个工况进行模拟分析计算不平衡弯矩,工况荷载考虑一侧挂篮自重及梁段混凝土自重,计算结果与施工图设计说明检算的不平衡弯矩比较取最不利弯矩,由最不利弯矩检算临时固结稳定性.１㊀工程实例滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁０＃块长１４m ;中心高７．２m ;底宽６．７５m ,总方量为４８５．１m３,重量为１２１２．７５t .０＃块等截面长度为４m ;变截面长５m ,单侧外露墩身梁体长度为５．２m .桥梁纵断面如图１所示,横断面如图２所示.图１㊀纵断面布置图图２㊀横断面布置图在悬臂施工过程中,常用的临时固结方法见表１.表１㊀临时固结方法分类表序号临时固结方法１墩顶预埋钢筋和硫磺砂浆临时固结垫块组成墩梁固结２墩顶预埋钢筋和砂筒组合成墩梁固结３钢管混凝土或钢筋混凝土立柱与桩内预埋钢筋组合成墩固结４预应力钢筋与钢管组合成墩梁固结㊀㊀滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁０＃块临时固结采用两侧布置的４根钢管柱组成临时固结体系,钢管柱采用直径１０００m m 钢管,内部浇筑C ３０混凝土,钢管柱顶㊁底部采用底部设直径２５m m 粗钢筋分别与０＃块及承台联结,钢筋环向布置２０根钢筋,钢管柱底与承台间并设预埋钢板进行焊接,并采用加劲肋加强,在钢管顶部设置钢板.２㊀仿真分析计算采用桥梁结构有限元分析软件M I D A SC i v i l ２０１２建立T 构最大悬臂状态的空间离散模型,按悬臂不同施工阶段来模拟挂篮可能坠落工况,对每个工况进行模拟分析计算.T 构最大悬臂仿真模型如图３所示,工况划分及内容见表２.１２５J IA N Z A OJ I SH U５２２㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第３期图３㊀T 构最大悬臂仿真模型表２㊀工况划分及内容工况内容工况１~１３１~１３＃梁段挂篮及混凝土坠落工况１４设计不平衡弯矩２．１㊀材料特性各构件材料的容重及弹性模量等参数见表３.表３㊀材料特性值名称容重/(k N /m３)弹性模量/(N /m m２)混凝土２６３．４５e ＋００４钢材７８２．０６e ＋００５２．２㊀荷载组合施工图设计说明检算不平衡弯矩考虑:(１)一侧混凝土自重超重５％.(２)一侧施工线荷载为６．４k N /m ,另一侧为３．２k N /m .(３)施工挂篮的动力系数,一侧采用１．２,另一侧采用０．８.(４)节段浇筑不同步引起的偏差,控制在２０t 以下.(５)一侧风向上吹,按风压强度W ＝８００P a.设计文件未考虑一侧挂篮突然坠落的情况.本次检算考虑一侧挂篮及梁段混凝土掉落.由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态.因此最不利荷载组合为:挂篮自重＋悬臂端块段混凝土自重＋梁体自重,梁体自重由软件自动计算,挂篮自重按６５０k N .抗倾覆稳定性验算结果见表４.表４㊀计算结果汇总表工况钢管柱临时固结未坠落侧反力/k N坠落侧反力/k N工况１３７３７２．３１１１４．６工况１４６０６３．２１８５３．６㊀㊀㊀备注:支反力为一侧单钢管立柱支反力.由表４结果可知,在工况１３下即最大悬臂状态下挂篮及砼坠落,钢管立柱临时固结支撑处最大压反力为７３７２．３k N .在工况１４即设计不平衡弯矩为６１５２６k N m ,钢管立柱临时固结支撑处最大压反力为６０６３．２k N .取反力较大值７３７２．３k N 进行验算:钢管立柱直径为１０００m m ,壁厚１４m m (Q ２３５),钢管内部灌注C ４０混凝土.按«钢管混凝土结构技术规范»(G B５０９３６－２０１４)验算其承载能力如下:N u ＝φe φl N ０㊀㊀当θɤ１/(α－１)２时:N ０＝０．９A C f c (１＋αθ)㊀㊀当θɤ１/(α－１)２时:N ０＝０．９A C f c (１＋θ＋θ)θ＝A s fA c f c㊀㊀系数α取值见表５.表５㊀系数α取值混凝土等级α值ɤC ５０２C ５５~C ８０１．８㊀㊀柱的等效计算长度:L e ＝１２．２４m ;钢管外直径:D ＝１m ;钢管内核心混凝土横截面面积:A s ＝３．１４ˑ４８６２＝７４１６５５．４４m m ２;钢管横截面面积:A s ＝３．１４ˑ(５００２－４８６２)＝４３３４４．５６m m ２;钢管混凝土构件的套箍系数:θ＝A s f s /A c fc ＝０．５９９;钢管混凝土轴心受压短柱的强度承载力设计值:N ０＝０．９A c fc (１＋αθ)＝２９３４３．９k N ;钢管混凝土轴心受压短柱的强度承载力设计值:N u ＝ψL ˑN ０＝０．８１ˑ２９３４３．９＝２３７６８．６k N＞７３７２．３k N .安全系数＝２３７６８．６/７３７２．３＝３．２２＞１．５,满足要求.３㊀结束语通过对滁河干渠特大桥跨沪陕高速(６０＋１００＋６０)m 连续梁临时固结体系抗倾覆计算分析探讨,可为类似连续梁悬臂施工临时固结体系抗倾覆检算提供参考.针对临时固结体系设计及悬臂施工过程提出如下建议:(１)悬臂T 构除计算抗倾覆稳定性检算除考虑设计文件提供的倾覆参数外,还应考虑施工过程中的特殊情况.悬浇梁施工过程中T 构最大倾覆弯矩是在悬浇最远节段时挂篮及新浇筑混凝土坠落产生.(２)挂篮及新浇筑混凝土坠落产生的倾覆弯矩对临时支座可能会产生拉应力.(３)悬臂浇筑混凝土时,尽量保持同步浇筑.无法同浇筑时,可采取分阶段交替浇筑.在混凝土分阶段交替浇时,悬臂两端混凝土偏差应严格控制在５方以内.(４)在悬臂施工中,尽可能避免挂篮坠落的情况发生,特别是大跨径的连续梁.参考文献[１]㊀苏克啟．悬臂法施工连续梁临时固结体系的计算探讨[J ]．科技资讯,２０１４(３):９５－９６．[２]㊀郅友成．悬臂浇筑连续梁临时固结体系计算分析[J ]．铁道建筑技术,２０１４(z １):６１－６４．[３]㊀丁东．连续梁悬臂施工临时固结设计与检算[J ]．城市道桥与防洪,２０１３(７),２２２－２２３．[４]㊀高翔,李广平．南丫大桥上部施工０＃块临时固结施工技术[J ]．中国水运(下半月),２０１２,１２(４):１９６－１９７．[５]㊀王兴忠,谭崇杰,纪彦飞．连续弯梁桥临时支座设计及受力分析[J ]．甘肃科技,２０１１,２７(２４):１２６－１２８．[６]㊀中华人民共和国交通运输部．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范:J T G３３６２－２０１８[S ]．北京:人民交通出版社,２０１８．[７]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部．钢管混凝土结构技术规范:G B５０９３６－２０１４[S ]．北京:中国建筑工业出版社,２０１４．２２５。
40+70+40连续梁墩梁临时固结设计计算书
40+70+40连续梁墩梁临时固结设计计算书40+70+40连续梁墩梁临时固结设计计算书由于连续梁施工采用支架法施工，故采用墩梁固结法确保安全。
临时砼块采用C40混凝土，预埋Φ32精轧螺纹钢筋，配筋则按最小配筋率ρmin bh0计算。
上部荷载按半跨计算，均由临时固结块承受。
一、设计荷载1、工况I假定：（1）由于采用对称支架施工，施工过程中不平衡荷载按半跨自重的5%取；（2）临时固结块不承受受拉过程中产生的水平荷载；（3）连续梁张拉后上挠和自重下挠由于分节段，认为不累积，可以调节，预抬值可以参见监控单位，每一节段支架沉落预留不叠加；（4）在计算临时固结时，不考虑连续梁因为预应力张拉引起的内应力、抵抗弯矩，变形忽略。
自重计算如下表：块段名称混凝土方量（m3）钢筋砼容重(kg/m3) 自重（KN）0# 35.25 2．6 916.501# 52.88 2．6 1374.882# 41.2 2.6 1071.203# 39.83 2.6 1035.584# 38.54 2.6 1002.045# 49.53 2.6 1287.786# 47.60 2.6 1237.607# 45.91 2.6 1193.668# 50.01 2.6 1300.269# 48.83 2.6 1269.58按最不利工况计算：由于固结为简支双悬臂，所受荷载为对称均恒荷载：取1#－9#块自重，施工荷载作用于结构上，经计算得：G1 =10772.58KN，不平衡荷载按自重的5%计算，G’=538.629KN 2、工况Ⅱ考虑竖向风荷载，查全国规范，内蒙古地区在10m以下100年一遇风基本风压值为0.6KN/m2，此值见相关参考书。
不再考虑u Z（风压高度变化系数）u S（风荷载体型系数）。
由于施工期为大风不常见期，计算风压取0.6KN/m2。
横向迎风面积按70×3.3＝231㎡计算，竖向迎风面积按34×13.75=467.5㎡计算。
临时固结计算书
（32+48+32m）连续梁临时固结计算书一、墩梁临时固结的设置为避免悬灌梁施工时前后梁段荷载不平衡产生倾斜，且不使永久支座过早受力，在悬灌梁施工过程中，应设置临时支座，并临时将桥墩与梁体固结。
临时支座设置在桥墩上，每个主墩设置4个，宽0.5m，长1.5m，厚度为梁体底到墩帽顶距离。
每个临时支座在墩顶与箱梁内埋入4根Ф32精轧螺纹钢，临时支座的材料采用C50混凝土和硫磺砂浆。
二、临时锚固的检算连续梁在悬灌施工过程中由于在不同工况下，施工管理与控制差异、认为操作的不准确等因素，连续梁会产生一定的不平衡力矩，根据图纸提供最大不平衡力矩为11664KN*m,不平衡力矩产生支反力：9832Kn。
1.锚固材料的选用（1）初步选用材料为JL785Ф32精轧螺纹钢及JLM-32锚具、垫片和联接器。
（2）Ф32精轧螺纹钢的材料属性：截面面积A=804.2mm2, 屈服点σ2.0不小于785 Mpa，抗拉强度bσ不小于980 Mpa，伸长率δ=7%，5弹性模量取2×106 Mpa。
锚下张拉控制应力为735 Mpa，单根力=804.2×735=591kN。
1、Ф32精轧螺纹钢数量计算由抗颠覆力矩=临时锚固力矩+梁体自重抗颠覆力矩，得临时锚固力矩=抗颠覆力矩-梁体自身抗颠覆力矩梁体自重=828.98*9.8=8124kN梁体自身产生力矩=8123Kn*1.1m=8936kN*m临时锚固产生力矩为：M=11664Kn*m-8936kN*m=2727.6kN*m精轧钢数量为：M=n〃F〃Ln= M/（F〃L）=2727.6/（591×2.2）=2.1根实际设置4根。
n ——钢筋根数M ——不平衡力矩F ——单根拉力L ——工作力臂2、Ф32精轧螺纹钢锚固长度按照规范要求，通常受拉构件钢筋最小锚固长度按45d埋设，即Ф32精轧螺纹钢在混凝土中锚固长度为45×3.2=144cm。
在本连续梁中按照150cm形式布置埋设。
连续梁墩梁临时固结计算
XXXX大桥主桥连续梁墩梁临时固结结构计算1、墩梁临时固结结构概况由于墩梁是铰接支座，为抵抗悬臂浇筑施工中的不平衡倾覆力矩，需要对悬臂浇筑梁进行临时刚性固结。
根据本桥桥墩横向截面刚度较大，具有满足抵抗悬臂倾覆的能力。
因此，临时固结结构采用内固结结构型式。
临时固结结构设置为：在墩顶设置四个C50混凝土条形支座，宽度0.55m、长度1.7m、高度0.5m。
在永久支座两侧对称各预埋94根φ32mm三级螺纹钢筋，其中每个临时支座内各埋设34根φ32mm三级螺纹钢筋，临时支座示意图如下。
2、计算依据（1）XXXX大桥施工图设计（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010－2010）（3）《公路桥涵设计通用规范》（JTG/T F50-2011）（4）《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004）3、计算参数（1）抗倾覆安全系数K=1.5；（2）直径φ32mm三级螺纹钢筋抗拉强度标准值300MPa。
4、临时固结荷载施工方案按最不利工况考虑倾覆荷载，具体组合如下：（1）挂篮最后一节悬臂段浇筑至快结束时，一侧挂篮及混凝土坠落，由此产生的偏载弯矩；（2）施工荷载计算主要是竖向支反力和不平衡弯矩的计算。
1）竖向支反力①梁体混凝土自重：26636KN；②施工人员、材料及施工机具荷载：按2.5KN/m²计算，布置在最后悬浇节段上；③混凝土冲击荷载：按2.0KN/m²计算，布置在最后悬浇节段上；④挂篮、模板及机具重量按照设计允许值：60t；则竖向荷载组合为：N=1.2×[1）+4）]+ 1.4×[2）+3）]=1.2×（26636+60×10）+1.4×（2.5×4×13.65+2.0×4×13.65）=33027KN2）最大不平衡弯矩计算①一侧混凝土自重超重3%，钢筋混凝土容重取26 KN/m²；②施工荷载不均衡按照顺桥向2.5KN/m计算，布置在倾覆侧现浇节段上；③考虑挂篮、施工机具重量偏差，一侧挂篮机具动力系数为1.2，另一侧为0.8；④风压强度取W=500Pa，百年一遇风速V10=28.6m/s；⑤混凝土浇筑不同步引桥的偏差，控制在10t以下；⑥挂篮行走不同步，挂篮及机具重量取60t；⑦最后一个悬浇节段重量，取设计重量963KN。
100m连续梁临时固结抗倾覆计算
100m连续梁临时固结抗倾覆计算背景临时固结是一种常用的工程安装方法，特别是在桥梁工程中，架设完主梁后需要进行的一项关键工序。
随着技术的不断进步，对工程安装的要求也越来越高。
本文介绍如何进行100m连续梁临时固结抗倾覆计算。
步骤步骤1：测量相关数据在进行临时固结抗倾覆计算前，需要测量相关的数据，包括连续梁的长度、高度以及重量等。
根据测量结果，可以计算出连续梁的倾覆力矩。
步骤2：确定抗倾覆力矩确定抗倾覆力矩的主要方法是通过计算支座的力矩，支座是起到抗倾覆作用的关键部件，需要保证支座的稳定性和可靠性。
在计算支座力矩的过程中，需要考虑支座的垂直位移、水平位移以及侧向力等因素。
步骤3：根据支座位置进行抗倾覆计算将支座的位置进行标定，并根据其位置进行抗倾覆计算。
需要考虑支座位置对其承受的力矩的影响，同时需要考虑支座对整个桥梁结构的影响，保证支座的留缝设置合理。
步骤4：确定固结方式根据固结方式和施工方法进行抗倾覆计算，包括支座的固定方式和临时固结杆的设置方式等。
在进行计算时需要将支座的力矩、杆件的受力和施工条件等因素考虑进去，保证固结的稳定性。
步骤5：进行抗倾覆计算根据以上步骤，进行抗倾覆计算。
需要将所有因素进行综合分析，保证计算结果的准确性和可靠性。
在进行计算时，需要考虑到桥梁工程的特殊性质，保证计算结果的合理性。
通过以上步骤，可以得出100m连续梁临时固结抗倾覆计算的。
需要指出的是，临时固结抗倾覆计算是一个复杂的过程，需要考虑的因素众多。
只有对所有的因素进行充分的考虑和分析，才能得出准确可靠的抗倾覆计算结果。
连续梁临时固结计算书
附件三：连续梁临时固结计算书一、墩梁临时固结的设置本桥墩梁铰接，为避免悬灌梁施工时前后梁段荷载不平衡产生倾斜，且不使永久支座过早受力，在悬灌梁施工过程中，应设置临时支座，并临时将桥墩与梁体固结。
临时固结施工步骤如下：墩身施工时在墩顶上设置强度等级为C40，横截面为0.9×2.7m的砼临时固结支墩(中间设两层5cm厚40号硫磺砂浆层)。
其余部分与梁体钢筋焊接，形成墩梁临时固结，以抵抗墩梁节点处不平衡弯矩作用。
顺桥向中心距2.7m。
图1-1 墩顶临时锚固构造示意图二、荷载计算纵向最大不平衡弯矩由悬臂灌注两端混凝土灌注不平衡重、成型后各节段由于施工误差产生的不平衡重、不对称设置的锯齿块的不平衡重等引起的。
表2-1给出了(48＋80＋48)m连续梁的节段长度、节段重量等主要计算参数。
图2-1给出了临时锚固受力简图。
图2-1 临时锚固受力简图临时支座处的精轧螺纹钢承担。
在结构最大双悬臂状态，劲性骨架锁定前，临时压重已经加载，为临时支座受力的最不利状态。
由于上部结构自重产生的临时支座竖向反力为(考虑了挂篮自重、压重自重)：tR R 9.171525.592709.1215.1208.1.1234.1188.1324.1380.1450.1327.1368.1505.29621=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++++++++== 在结构最大双悬臂状态，考虑一侧各节段混凝土自重超重5%，并考虑另外一侧挂篮与梁段混凝土掉落(考虑1.2的冲击系数)，由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态。
其弯矩为：()mt M .1.101582.10.27309.4508%50.27309.45087.39774.35694.29884.28873.25258.21383.15182.11624.8290.593=⨯++⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++++++++++=临时支座中心距2.7m ，由于不平衡弯矩导致临时支座处的竖向力为：t d M R 3.37627.212.10158===' t R R 2.54783.37629.1715max 2max 1=+==t R R 4.20463.37629.1715min 2min 1-=-==三、临时锚固的检算连续梁在悬灌施工过程中由于在不同工况下，施工管理与控制差异、认为操作的不准确等因素，连续梁会产生一定的不平衡力矩，本段（48＋80＋48）m 悬灌连续梁不平衡力矩约为10158.1t ·m 。
临时固结计算
临时固接计算本桥为连续梁桥，主桥施工过程中需进行临时固结，计算图示见（图一和图二）。
分析计算模型可知，挂篮对称平衡施工时桥墩仅受压力。
考虑到施工质量和施工条件的问题，进行了以下三种工况的验算。
分别是：工况一：最后一个悬臂段不同步施工，一侧施工，另一侧空载。
工况二：一侧堆放材料、机具等0.8吨/米，端头作用15吨集中力，另一端空载； 工况三：一侧施工机具等动力系数1.2，另一侧为0.8。
列举参数意义如R1’-----左侧临时固结块作用于桥墩上的力 R2’-----右侧临时固结块作用于桥墩上的力 f-----施加于桥墩中的竖向预应力对桥墩产生的力 R-----合成轴力 M-----合成弯矩一、工况一：最后一个悬臂段不同步施工，一侧施工，另一侧空载。
施工至最大悬臂阶段累计内力图（图一）（一）桥墩所受外力总和：以1号墩为例，由计算文件可以得到121214,24632R kN R kN =-=可以看到梁体有向已浇注最后一块的方向翻转的倾向。
以下计算所需精轧螺纹钢筋的根数：332116'121410' 4.33610280107R R A A m σσ-⨯=⇒===⨯⨯单侧需要根精轧螺纹钢筋即可（二）分析桥墩受力资江大桥主墩墩身截面如图1中的左图，已知Nd=23418KN ，Mdx=38767.8KN ·m ， fcd =18.4Mpa ，fsd = fsd ′=280 Mpa ，L ＝21m,计算主墩墩身配筋。
1、计算截面在弯矩M dx 作用平面内的配筋。
截面中性轴为y-y 轴 计算可得箱形截面的A=11.7m2，Iy=12.7205m4在保证A ，I 值相等的前提下，箱形截面转换成I 形截面，如下图右图，按偏心受压构件的计算原理计算截面配筋，计算图示如下：L0=2L=42m, i=√(I ／A)= √(12.7205／11.7)=1.043m由于L0／i=42／1.043=40.3>17.5,所以应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心矩的影响。
连续梁墩梁临时固结标准计算书
7临时固结验算7.1临时固结设计方案为确保悬臂浇筑过程中支架结构的稳定性，根据设计要求，主墩和主梁0#块之间设置临时支座和锚固钢筋进行墩梁临时固结，以抵抗施工中可能出现的不平衡弯矩。
其中在永久支座两侧设置两个临时支座,尺寸4.8×0.6×0.5m，采用C50混凝土浇筑；每个临时支座上分别布置94根φ32型号HRB400钢筋，锚固钢筋中心距主墩中心 1.0m。
临时支座顶面标高与永久支座顶面标高保持一致，避免拆除永久支座时，下落时使梁体产生振动损坏梁体及永久支座。
按照设计要求，永久支座不得过早受力。
在悬浇过程中，视为永久支座不受力，按临时固结结构承担悬浇梁全部荷载和最大倾覆弯矩设计。
7.2设计参数（1）抗倾覆安全系数K=1.5；=360MPa；（2）Ф32 HRB400钢筋抗拉强度设计值fy=23.1MPa。
（3）C50混凝土轴心抗压强度设计值fC7.3临时固结抗倾覆荷载为安全起见，本方案按照施工中的极端不利因素设置临时固结措施。
这种极端的因素是施工中意外发生悬浇最后一节段全部浇完时连同挂篮坠落。
梁段号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 挂篮自重 长度（m ） 5.5 3.5 3.53.53.5 3.5 4 4 4 4 力臂（m ） 2.75 7.25 10.75 14.25 17.75 21.25 25 29 33 37 37 重量（kN ） 2989 1352 126111801110 1050 1084 982 956 943 436 弯矩（kN ·m ） 8220980413554 1681219694223132709328481315513489516132弯矩小计（kN ·m ） 228547.475竖向力小计（kN ）13342.5这种工况的倾覆弯矩为单侧9#块自重和单侧挂篮自重引起的弯矩，力臂为37m 。
临时固结抗倾覆计算荷载为：最大竖向反力：kN N 25306436-943-25.13342=⨯=； 最大不平衡弯矩：m kN M ⋅=+=510271613234895。
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连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算
摘要：临时固结抗倾覆结构设计方案是连续梁施工的核心，为了确保施工安全和施工质量，本文就连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算问题进行了详细的阐述。
关键词：悬浇连续梁；临时固结抗倾覆机构设计；计算
一、工程背景
1、预应力混凝土连续梁由于桥型美观、跨度适用范围大、桥位现场条件要求低等优点，已广泛应用于我国铁路、公路及城市高架桥梁工程中。
悬臂法施工是连续来那个常见的一种施工方法，该法在高桥墩、大跨度及跨河、跨路等情况的施工中显示出独特的优势。
2、在连续梁悬臂施工中，墩顶箱梁理论上宜完全对称浇筑，并且不会产生极端不平衡条件，但在实际施工中可能会出现不平衡荷载及一些极端情况的发生，为了克服施工中可能出现的不平衡荷载的影响，确保梁体结构的稳定、完全，需要对墩、梁之间实施临时固结。
而大多临时固结设计中要么过于保守，造成不必要的浪费，要么设计不合理，给结构造成了安全隐患；所以，针对实际工程情况，提出较为合理的临时锚固方案，可以确保工程的质量同时避免材料的浪费。
3、在墩顶上设置墩梁临时固结。
临时固结方案采用钢筋混凝土支座，根据倾覆计算结果，在最大倾覆荷载下，临时支座均为受压状态，无需锚固。
二、临时固结体系检算
1、强度计算
(1)锚筋抗拉强度值计算。
按照《混凝土结构设计规范》,普通Ⅱ级钢筋(ＨＲＢ335)抗拉强度设计值为300ＭＰａ,单根Υ32锚筋抗拉力设计值为Ｆ=σＡ=300×103×8.04×10-4=241.2ｋＮ,一束锚筋抗拉力设计值为:Ｆ=3×241.2=723.6ｋＮ;考虑实际受力时的不均匀及其他不利因素,计算时取安全系数为2,一束Υ32锚筋抗拉力取值为Ｆ=723.62=361.8ｋＮ。
(2)锚筋抗拉力矩计算。
梁体倾覆时支点取在临时支座中心线处,则受力锚筋抗拉力臂为3.5ｍ(临时支座中心线至锚筋的最大距离)。
则锚筋抗拉力矩计算为: Ｍ=(361.8×3.5×15)×2=37989ｋＮ·ｍ。
(3)钢筋预埋深度计算。
钢筋抗拉强度设计值为ｆｙ=300Ｎ/ｍｍ2,承台混凝土用Ｃ35,轴心抗拉强度设计值ｆｃ=1.57Ｎ/ｍｍ2,即:
ｌ=αｆｙｄｆｔ=1.1×0.14×300×321.57=941.66ｍｍ。
现场实际埋深为1.4ｍ和1ｍ,均满足要求。
(4)粘结力计算。
预埋Υ32钢筋与混凝土的粘结力计算(不考虑混凝土对钢筋端部的支撑力),[ｐ]=15×π×32×10-3×31.2×1×1.5×1.04×103×2=11761.8ｋＮ>(361.8×15)×2=10854ｋＮ,满足要求。
2、稳定计算
（1)分段浇筑混凝土时的稳定计算。
混凝土浇筑时不对称荷载偏差考虑50ｔ混凝土(即为两罐车混凝土重),另其他施工荷载(人员、机具等)考虑50ｋＮ,荷载系数按照动荷载取1.4。
则总偏心力为Ｆ=(50×10+50)×1.4=770ｋＮ。
梁体倾覆时支点取在临时支座中心线处,距墩中心1.45ｍ。
最大值在10号段浇筑时,稳定计算:倾覆力矩:Ｍ10=27566ｋＮ·ｍ。
抗倾覆力矩:Ｍ′10=79774.623ｋＮ·ｍ。
安全系数:λ=Ｍ′10Ｍ10=79774.62327566=2.89。
（2)挂篮不平衡移动时的稳定计算。
挂篮总重量暂取为55ｔ,挂篮操作时其他附加荷载取50ｋＮ。
动荷载系数取1.4。
施工时挂篮不平衡移动(单侧移动),距离最长为3.5ｍ(以最远一段,即第10节段长度为例)时产生的倾覆力矩计算如下:最大倾覆力:Ｆｍａｘ=(55×10+50)×1.4=840ｋＮ。
最大倾覆力矩:Ｍ10=30072ｋＮ·ｍ。
而第10节段最大抗倾覆力矩:Ｍ′10=79774.623ｋＮ·ｍ。
所以,最大挂篮不平衡移动产生的倾覆力矩小于最大抗倾覆力矩,其稳定性满足要求。
考虑最不利情况,即第10节段同时产生不对称荷载和挂篮不平衡移动,此时倾覆力矩为:Ｍ=27566+30072=57638ｋＮ·ｍ<79774.623ｋＮ·ｍ,完全能满足要求。
3、补充说明
按照计算,采用Υ32钢筋锚筋及Ｃ50钢筋混凝土的临时支座,结构产生的最大抗倾覆力矩为82688.14Ｎ·ｍ。
倾覆力矩最大力臂为38.55ｍ,取动荷载系数为1.4,安全系数取2.0,则施工时施加于箱梁结构不平衡力(结构各段混凝土超方、施工时产生的最大不平衡力、挂篮不平衡移动等)不能超过以下数值:
ＦＸ=82688.1438.55×1.4×2=766.1ｋＮ,即为76.61ｔ。
综上计算此临时固结体系是安全可靠的。
三、抗倾覆性检算
1、单端挂篮脱落弯矩计算
为保证梁体悬浇过程的安全性，在施工设计时考虑1-20#节段施工时单端挂篮脱落而增加的不平衡弯矩M1的影响，根据本桥挂篮设计图单端挂篮总重量为650kN。
表1各节段悬浇挂篮脱落不平衡弯矩M1计算表
2、自稳弯矩计算
在每一节段后，梁体自重会产生最大不平衡弯矩，计算临时支座结合梁体自重抵抗最大不平衡弯矩M2，图1为梁体自重产生弯矩示意图。
当NB=0时，且梁体为一平衡的临界状态时，M2值最大。
图1梁体自重所受弯矩示意图
表2各节段悬浇施工中弯矩M2计算表
3、钢绞线抵抗最大不平衡弯矩计算
在悬臂浇筑过程中，预设钢绞线平衡梁体产生弯矩，图2为钢绞线抵抗弯矩计算简图。
如图所示，当NB=0时，且梁体为一平衡的临界状态时，普
通螺纹钢筋所抵抗的最大不平衡弯矩M3值最大。
将梁体视为一轻质杆件，不考虑梁体自重进行计算。
图2钢绞线抵抗弯矩M3计算简图
根据静力平衡得：NA+NB=FA+FB
由NB=0得NA=FA+FB=45541.98kN根据中支点静力距平衡得：
M3+FA×1.85+NB×1.85+NB×1.85=FB×1.85+NA×1.85
由NB=0，FA=FB
由式得：M3=NA×1.85=84252.663kN·m综上可知，各节段悬浇施工中
安全系数K=（M2+M3）/（M设计+M1）
四、拆除临时固结的一种计算方法
跨度分布(对称结构,取半跨)如图3a所示,主梁为等截面箱梁,截面尺寸如图3b所示,单元及节点划分情况参见图3c,混凝土弹性模量Ec=3.3×104MPa。
情况1:边跨合龙过程的模拟计算,这包括结构承受合龙段自重、张拉合龙束、拆除2#墩临时固结等程序。
为简化计算并不影响问题的说明,自重作为均布荷载(q=184kN/m),预应力筋为直线配筋、横截面积为0.00532m2、有效应力为1086MPa、力筋重心距梁顶面20cm。
结构受力示意如图2。
在计算这一过程时,通常分两步进行,第一步计算2#墩临时固结,结构在合龙段自重和合龙力筋作用下的内力和变形,第二步计算放松2#墩的临时固结变为实际支座结构下的内力和变形,以上两步计算结果累积得到边跨合龙结构内力和变形的变化量。
本文方法在计算这一过程时,把合龙段自重和合龙力筋作为外力直接作用在2#墩为实际支座的图4所示的结构体系上,得出边跨合龙这一过程中结构内力和变形的变化量,分析计算中省去了考虑2#墩的支承变化过程,使计算得到简化。
表1中列出了分别利用常规方法和本文方法计算所得的主梁挠度值。
图3算例结构示意图。