悬臂法施工连续梁临时固结体系的计算探讨
悬臂浇筑梁体临时支承受力验算分析
悬臂浇筑梁体临时支承受力验算分析摘要：本文结合工程实例，介绍现浇预应力连续箱梁悬臂法施工中，临时固结措施采用钢筋混凝土柱临时支墩施工时，临时支墩和支架的施工设计，并着重对支墩和支架进行分析验算，证明该结构满足设计要求。
关键词：连续梁桥；悬臂浇筑；临时支墩；支架；设计；施工；验算1 工程概况湖南某高速公路大桥为跨越小河流与跨越铁路而设置的跨线桥。
在第20、21、22跨主桥部分是跨越正在运营的铁路，综合考虑铁路的运营线和规划线进行方案比较，最后经铁路主管部门方案审批，确定桥跨布置形式为：上部结构采用40m+70 m+40 m预应力混凝土现浇连续箱梁，要求采用悬臂浇筑的挂篮对称浇筑施工方案，施工时对铁路既有线搭设棚洞进行安全防护，确保安全。
立面图如图l所示。
图l 大桥立面示意挂篮施工悬臂浇筑总体施工方案为：先施工20、21号墩顶梁体0号块、1号块，并进行临时固结形成“T构”，然后再依次采用挂篮施工对称浇筑2号、3号块至合龙段前段，然后两个T构合龙后，解除约束进行体系转换，形成连续梁。
临时固结体系施工时采用了混凝土临时支墩和钢管支架搭设作业平台作为0号块、1号块的支架基础，临时支墩和钢管支架基础利用主墩承台，混凝土临时支墩在承台内预先埋设钢筋，作为临时支墩锚固用，并与悬浇施工一起构成支承体系，而支架顶部利用工字钢和方木作为龙骨，支撑底模。
2 临时支墩及支架设计临时支墩设计，是利用薄壁墩两侧4个直径1．5 m临时墩柱，采用C30钢筋混凝土，每个0号块设4根，间距4．6m×4．8 m。
立柱底部钢筋插入主墩承台内170 cm，立柱顶部与箱梁底板连接，钢筋插入现浇1号块底板内57 cm，形成临时锁定墩，临时支墩顶部15 cm厚混凝土中间部分采用砂筒式临时支座，以便完成边跨合龙后临时支墩的迅速拆除，完成体系转换。
支架设计时按承台及临时支墩作为基础，采用临时支墩墩顶穿钢棒，上铺工字钢作为平台而形成。
临时支墩及支架设计如图2所示。
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。
高铁悬臂浇筑连续梁墩梁体内临时固结设计计算方法浅析
高铁悬臂浇筑连续梁墩梁体内临时固结设计计算方法浅析摘要：连续梁悬臂法施工时，中墩墩梁临时固结是连续梁施工的关键工序和安全质量保障，而对于一线技术人员来说，墩梁临时固结设计计算往往没有明确的统一的标准，相关现行规范中也查不到具体的规定，狠是困扰。
本文通过工况分析，给出了相对明确的计算方法。
关键词：悬臂浇筑临时固结竖向荷载不平衡弯矩计算近年来，国内高速铁路建设势头强劲，迅猛发展，交通网络日益丰富复杂，公路、铁路、市政等在多处呈立体交叉。
立体跨越结构物时，悬臂浇筑连续梁往往是经常采用的结构形式。
因此，在桥隧比占比很高的高铁建设中，悬臂浇筑连续梁成了桥梁工程中重要组成部分。
连续梁悬臂法施工时，中墩墩梁临时固结是连续梁施工的关键工序和安全质量保障，而对于一线技术人员来说，墩梁临时固结设计计算往往没有明确的统一的标准可查；设计院给出的支座反力多为压应力，而临时固结图中却布置了大量三根一束的锚固钢筋，自相矛盾，且给0#块施工带来很大困难。
本文通过以中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁（悬臂浇筑施工）跨度：60+100+60m》（通桥（2015）2368A-V-1）为例进行工况分析，给出了相对明确的计算方法。
1.工程概况中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁（悬臂浇筑施工）跨度：60+100+60m》（通桥（2015）2368A-V-1）为时速350Km/h双线连续梁系列图纸，桥面宽度为12.6m，适用于桥面铺设CRTSⅠ型板式、Ⅰ型双块式、Ⅲ型板式无砟轨道。
梁全长221.5m，中支点截面中心线梁高7.835m，梁底下缘按二次抛物线变化，每个T构设13个悬浇节段，具体节段参数如下：2.按设计图纸说明计算2.1工况分析根据中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁（悬臂浇筑施工）》，图号：通桥（2015）2368A-V-1，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，即以下两种工况。
连续梁悬浇施工临时固结(支座)设计计算及应用优化
连续梁悬浇施工临时固结（支座）设计计算及应用优化目前铁路及公路桥梁设计时，连续梁凭其自身的诸多优点应用已非常普遍，受现场地形、环境等因素的限制，部分连续梁只能采用采用悬浇法施工。
连续梁在T构悬浇过程中，因施工等诸多因素会产生不平衡弯矩，为了确保施工安全，需要在墩顶设置墩梁临时固结（支座）或墩旁设置临时支墩。
本文结合现场工程实例，介绍了某铁路客运专线跨高速公路连续箱梁，采用悬浇法施工时，墩顶墩梁临时固结的设计计算思路及现场做法;并就根据现场实际情况，如何选取和优化临时固结结构形式做了简单的说明。
标签：连续箱梁;临时固结（支座）;设计;计算;应用优化一、工程簡介本工程为××铁路客运专线××铁路特大桥跨××高速公路双线连续梁。
设计目标时速200km/h，结构形式为60m+100m+60m预应力连续箱梁，总长221.5m。
采用挂篮悬臂浇筑法施工。
按施工顺序共划分为51个梁段，各节段长度及混凝土体积见下表（图）。
0#块梁高为7.5m，边跨现浇段及跨中梁高均为4.5m。
连续梁节段参数表二、现场采用的临时固结措施现场墩顶墩梁临时固结采用HRB335Ф32钢筋和C50混凝土设置，每墩采用308根Ф32钢筋，每根长337.2cm，混凝土截面尺寸采用0.6m*2.3m，每墩4个，具体布置形式见下图。
在临时固结混凝土与墩顶及梁底接触面上铺设塑料膜或油毡作为隔离层，便于临时固结拆除。
若条件许可，可以在临时固结顶、底面处，或中间设置厚5～10cm的硫磺砂浆，预埋电阻丝以便于拆除。
三、设计计算说明设计给定的不平衡弯矩为68000KN·m，相应支反力为60000KN。
首先根据现场实际情况计算不同工况下的不平衡弯矩，及相应支反力，验算设计给定值是否满足要求。
若墩顶临时固结采用HRB335Ф32钢筋和C50混凝土，每墩临时固结需要的钢筋数量、长度，混凝土截面尺寸等参数，通过选取的最大不平衡弯矩和反力确定，最后考虑一定的安全系数后，根据现场实际情况，最终确定临时固结措施的各项参数。
连续梁悬臂施工临时固结设计与检算
连 续 梁 悬 臂 施 工 时 ， 由于各 种 偶 然 因素 会 引 起 主墩 两侧 的荷 载 不 平 衡 。悬 臂 施 工 时 的荷 载 包 括 正 常 荷 载 和偶 然 荷 载 ， 在最 大 悬 臂 状 态下 ， 设 计
中需 考虑 一 下几 种工 况 。 ３ ． １ ． １ 梁 体不 均 衡荷 载
该 文结合高 速公 路匝道桥上 跨客运专 线悬臂施工 实例 ， 详细介绍 临时 固结设计 、 检算及拆 除方案 。 关 键词 ： 悬臂 施工 ； 连续 梁 ； 临时 固结 ； 强度 和稳 定
中图分类号 ： Ｕ ４ ４ ５ ． ４ ６ ６ 文献标 识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ７ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ２ ２ ２ — ０ ２
２ ２ ２ 管理施工
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ３ 年７ 月第 ７ 期
连续梁悬臂施工 临时固结设 计 与检算
丁 东
（ 昆明市 规划设计 研究 院 ， 云南昆 明 ４ ５ ０ ０ ６ １ ） 摘 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 ｌ 临时 固结措 施 。
３ ． １ ． ５ 风荷 载 考 虑 仅 一 侧 悬臂 作 用 风荷 载 ，另 外 一 端 空 载 的情况 。
（ １ ） 墩顶 预 埋钢 筋 和硫 磺砂 浆 临 时 固结 垫块 组
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ４ —１ ２ 作者简介 ： 丁东 （ １ ９ ８ １ 一 ） ， 男， 河南 南 阳人 ， 工程 师 ， 从事 桥梁
时 固结 方 案见 图 １ 所示 。
本 文 结 合 临离 高 速 公 路 匝道 桥 上 跨 太 中银 铁 路 客运专 线隧道 （ ３ ８ ＋ ６ ０ ＋ ３ ８ ） ｍ连续梁 为例 ， 详 细 介 绍 临时 固结 设 计 、 检算 及 拆 除方 案 。
连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算
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。
PC连续箱梁悬臂施工临时固结的计算分析
PC连续箱梁悬臂施工临时固结的计算分析摘要：结合工程实例，提出了PC连续箱梁悬臂施工过程中不平衡力矩的计算工况和计算方法，介绍了合理有效的临时固结措施以及所选固结方法的强度和稳定性验算。
关键词：连续箱梁；悬臂施工；临时固结；分析Abstract：With an example, the PC continuous box girder cantilever construction process of the unbalanced moment calculation condition and calculation methods, strength and stability checking of the rational and effective temporary consolidation measures and the selected consolidation method.Key words: continuous box girder; cantilever construction; temporary consolidation; analysis中图分类号：U448.21+4 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）PC连续箱梁在块体悬浇施工过程中，由于各种偶然因素，会出现对称于主墩中线两边的荷载不平衡，在墩顶位置产生不平衡弯矩，会对箱梁的稳定形成威胁，因此，在开始挂篮悬浇施工前对连续梁中墩设临时固结。
墩梁固结是悬浇箱梁施工中的一个关键环节，是影响施工质量的一个重要因素。
墩梁固结设在0#块，在边跨合拢后拆除。
现常用的两种临时固结方法为在永久支座两侧设临时支座并在其中设锚筋和在主墩两侧设临时钢管支撑（钢管中填充混凝土）或钢筋混凝土立柱并在其中设置拉筋。
前者设置、拆除均简单且费用经济，适合小跨度的PC连续梁。
后者设置、拆除均复杂且费用较高，适合按前者设置满足不了要求的大跨度的PC连续梁。
悬臂浇注连续梁桥临时固结方案设计
９２ 桥梁结构
城 市道 桥 与 防 洪
２０１６年 ０６月第 Ｏ６期
向上穿过加强横梁 ，锚固在箱梁上。当墩身两侧产 生不平衡弯矩时 由精轧螺纹钢筋承受拉力，梁下临 时垫块承受压力，起稳定连接 支承作用 。
钢管混凝土支架主要承受轴 向压力，在设计时 需要 着 重考 虑支 承钢 管 的受 压 稳定 性 及 强度 问 题 ；同时，应考虑钢管的轴 向压缩变形 。本设计取锚 固距离 为 ５．５ ｍ进行验算 。
（１）稳定 性 验 算 和强 度 验算 单￣ｄ￣ ９００ ｍｍ×２０ ｍｍ钢管混凝 土的截面特陛 钢管面积 Ａ１＝０．０５５ ｍ ，混凝土面积 Ａ２＝０．５８ ｍ 。 钢管混凝土换算截面（钢）面积 Ａ为 ：Ａ＝０．１４６ ｍ 。 钢管 混凝 土换算 惯性 矩 （钢 ）Ｉ为 ：Ｉ＝０．００９ ６ ｍ４。 回转半 径 ：ｉ＝０．２５６ ｍ，长细 比 Ａ＝￣ｌ／ｉ＝２４－３（一 端 固结 一 端铰 接 ）。 查表得纵 向弯曲系数 ＝０．９。 静 力 验 算 得 ＝Ｎ Ａ＝１３４．７ ＭＰａ。 如 采 用 Ｑ２３５钢材 ，仍有较大安全余地 ，可 以满足要求 。 （２）弹性 压 缩 量
图 １ 主 桥 布 置 示 意 图 【单位 ：ｍｍ ）
边墩 、主墩墩身均为空心墩 ，主墩墩身平面尺 寸 为 １３．３４３ ｍ ×３．５ ｍ，边 墩 墩 身 平 面 尺 寸 为 １３．３４３ ｍ ×４ ｍ。 主墩 墩 身 高度 为 ８．０８ ｍ，边 墩 墩 身高度为 ７．２３４ ｍ。由于本桥 主墩纵 向尺寸较小，仅 为 ３．５ ｍ，不方便 在桥 墩上 直接设 置 临 时支撑 结 构 ，综合考虑各种 因素后 ，本设 计采用 临时支墩 的 方案支撑。临时支墩方案为 ：采用钢管混凝土柱作 为临时支墩，硫磺砂浆层 和混凝土块作 临时支座进 行 支 撑 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
悬臂法施工连续梁临时固结体系的计算探讨
摘要：以连续梁悬灌施工现场实例，详细介绍临时固结体系的施工及检算方案，确保梁体结构的稳定和安全。
关键词：连续梁悬臂法施工墩梁临时固结体系;
1 概述
预应力混凝土连续梁桥由于桥型美观、跨度适用范围大、桥位现场条件要求低等优点，广泛应用于公路、市政道路桥梁工程中。
悬臂法施工是连续梁常见的一种施工方法，该方法在高桥墩、大跨度及跨河、跨路等情况的施工中显现出独特的优势。
对于采用挂篮施工的预应力混凝土连续梁，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”。
设计文件明确悬臂段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。
查阅相关专业书籍，关于墩梁临时固结抗倾覆设计没有统一的计算方法。
以设计文件为依据（最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N）所计算出来的临时支座反力大多为压应力。
但是在施工组织设计时，有的临时支座上还是布置了预应力钢绞线或者精扎螺纹钢筋。
这种设计布置与自己的计算结果不相符，不但无法说服自己，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构的研究以及业内同行的讨论，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；以当地最大风荷载检算T构抗扭和抗平移能力。
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的要求。
锚固拉筋的设置有理有据，计算方法既合理又合情。
2 T构倾覆荷载的研究
2.1 最大不平衡弯矩M和相应竖向反力N
经过多个设计文件比较，设计给的最大不平衡弯矩M与最大悬臂端挂篮重量产生的弯矩相当，竖向反力N与T构自重相当。
按照设计给的最大不平衡弯矩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。
2.2 施工中特殊荷载
在施工中，悬臂浇筑到最后节段，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。
2.3 风荷载的考究
由于T构中间的永久支座大多为移动支座，在水平力荷载的作用下，它不能有效约束箱梁的移动，箱梁的移动会使得临时支撑体系产生破坏，甚至T构倒塌。
在出厂时，支座的上下座板带有临时栓接钢板。
这个栓接钢板制约T构位移的能力是有限的。
个别情况在支座安装前已经拆下或损坏。
为保证T构的安全稳定，临时支撑体系不仅要有抗倾覆能力，还要有抗位移能力。
箱梁水平位移和扭转主要是风力作用，因此要检算抵抗风荷载的位移能力。
3 墩梁临时固结的计算方法
3.1 墩顶设置临时支座计算方法
墩顶临时支座结构示意图如图1、a所示。
按照设计文件提供的倾覆参数，临时支座的受力结构分析图示如图1、b所示。
按上述图一结构，临时支座结构计算方法钢筋混凝土结构计算理论更为合理。
计算出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。
受力主筋分别与墩梁锚固，宜应计算锚固长度。
3.2 临时钢管支撑柱计算方法
临时钢管支撑柱结构示意图如图2.a所示。
按照设计文件提供的倾覆参数，临时钢管支撑柱结构受力分析图示如图2.b所示。
根据临时钢管支撑柱结构受力图二，解析A、B钢管支撑力列计算公式为：
由公式②计算出AB钢管支撑柱的支撑力，然后再按照线性关系求得最大压应力。
再根据支撑力和压应力的大小选择钢管柱或者钢管混凝土柱。
在核算钢管支撑柱承载能力时，按钢结构或者钢管混凝土结构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。
长支柱还应计算长细比折减系数。
按照有效固结的原则，上下端应分别与墩梁锚固，宜应计算锚固螺栓的预埋锚固长度。
钢管上下端法兰盘、加劲肋宜应满足受压、受拉强度需要。
钢管支撑柱应具有梁体抗扭转、抗平滑需要，钢管间及与墩身间应进行刚性连接（较大的型钢），形成抗扭桁架体系。
4 运用实例
下面以某大桥（40+57+40）m为例，并借助桥博软件进行计算分析。
4.1 结构计算分析原则为：在最大悬臂阶段，在一侧加载一个40吨的不平衡荷载情况下，受压侧的钢管构件的稳定和强度验算满足要求，同时，在该荷载作用下，钢管的轴线压缩变形不得大于该侧钢管内的预应力钢铰线在初始张拉力下产生的伸长量，以确保在交替变化的不平衡荷载作用下，预应力钢束锚具不致因为松动而失效；受拉侧的预应力钢铰线则满足承载能力要求。
4.2 计算内力结果
拉索单元轴向力，为拉力；主墩永久支座反力，为轴压力；受压侧钢管轴向力。
4.3 预应力钢铰线验算
（1）钢管轴向变形
（2）钢铰线张拉伸长量
单束钢铰线张拉力为，钢铰线截面面积为，单根钢铰线的张拉伸长量为：
，因此，钢铰线在张拉后，在不平衡荷载作用下，钢铰线不会出现松动。
（3）钢铰线承载力验算
钢铰线容许承载力为：
在不平衡荷载作用下，受拉侧钢铰线承受的最大拉力为：
可见，钢铰线承载力满足要求。
4.4 钢管强度计算
（1）单根钢管承受的轴压力；钢管的屈服强度为，构件根据《钢结构设计规范》，按焊接b类构件计算，查询相关表格，得钢管稳定系数；
（2）钢管正压力计算
可见正应力计算满足要求。
5 体会及注意事项
（1）一般不考虑永久支座参与工作，忽略其受力荷载。
（2）除设计文件提供的倾覆参数外，根据桥梁所处的特殊线形条件，还应考虑曲线向心倾覆弯矩。
当T构有较大坡度时，应根据施工线形控制情况，确定坡度纵移倾覆弯矩。
当T构存在较大的不对称锯齿块时，应计算偏载倾覆弯矩。
这些弯矩具有方向性，应叠加计算。
（3）T构倒塌的最大倾覆弯矩，是挂篮悬臂到最远节段时（连同未凝固混凝土）坠落。
此倾覆弯矩对临时支座会产生拉应力。
（4）悬臂T构除计算抗倾覆稳定性之外，还应计算梁与墩间的相对抗扭转和抗平滑稳定性。
（5）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]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004. 人民交通出版社.2004.06.28.
[2]范立础.桥梁工程(上册)[M]北京:人民交通出版社,2001.
[3]林颖等.连续刚构桥梁主墩设计浅析.公路.2004.02.
[4]上海市政工程设计研究总院.桥梁设计工程师手册.北京：人民交通出版社,2007.7.。