临时支座检算.doc

1、临时支座检算1. 临时支座设计方案图 1 临时支座示意图（单位：cm）临时支座布置如图 1 所示，由于 0 号块在临时支座为斜线段，根据不利原则取最低点作为计算依据，高度为 54cm；长 260cm，宽 55cm。内浇筑 C50 混凝土。每个临时支座内使用18 束（3 根一束）28 HRB335 螺纹钢锚入桥墩，承受拉力。每个桥墩上布置 4 个临时支座。钢筋布置如图 2 所示。图 2 临时支座内钢筋布置图2. 临时固结内力分析2.1 计算步骤计算中不考虑永久支座的承压能力，计算主要步骤如下：（1）计算临时支座的容许拉压力。（2）计算单种荷载情况下临时支座所承受的力。悬臂施工情况下，临时支座承受

2、的主要荷载种类如下：梁体自重，施工机具荷载，挂篮荷载，不平衡浇筑荷载，风荷载等。（3）利用线性叠加原理，考虑多种施工模式在多种荷载同时作用下的临时支座承受的力，对支座进行检算。2.2 力学模式考虑到最大悬臂阶段临时支座受力最为不利，本报告对最大悬臂状态下的多种对称与不对称受载图式展开力学分析与检算。力学图式为两排支承下的双悬臂结构。2.3 各种荷载下力的计算荷载的确定按照合理、不利的原则确定，其中人为能调控的按合理原则取用，认为不能调控的基本上按不利原则考虑，主要荷载如下：1.梁体自重按施工图，各悬臂混凝土节段体积如表 1：表 1 各悬臂节段体积表（m3 ）节段号 0 1 2 3 4 5 6

3、7 8体积/m3 162.43 49.75 50.24 50.41 55.30 48.56 44.62 41.08 20.54考虑分布钢筋对混凝土重量的影响，取混凝土容重为 26kN/m3，则悬臂浇筑至第 7 节段时，混凝土自重为：26(49.75+50.24+50.41+55.30+48.56+44.62+41.08)2+162.43)21901.10 kNA0- A7 自重引起的每个支座压力为 21901.1/45475.28 kN第 A8 节段（合拢段）混凝土自重为：26(20.542)1068.08kN第 A7 节段自重引起的每个支座压力为： 1068.1/4267.02kN 2.不对

4、称施工机具荷载由公路桥涵施工技术规范实施手册P422，附录 D 普通施工机具荷载计算，第 3 条：施工人员和施工材料、机具行走运输或堆放荷载标准值：计算支架立柱及支承拱架的其他结构构件时，均布荷载可取 1.0KPa。桥宽 12m，则均布荷载按 12kN/m 计算。按最不利考虑，将此荷载作用于半边最大悬臂状态的桥面上，如下图。图 3 不平衡施工机具荷载示意图根据力平衡得（临时支座中心线与 0 号块中心线 7 距离为 1.525m）：此荷载下，受拉侧每个临时支座承受的荷载 P-1944.30/2-972.155kN，受压侧每个临时支座承受的荷载 P2340.30/2 1170.15kN3.挂篮荷载

5、（1）挂篮对称时一个挂篮自重为 48t，若两边挂篮位置完全对称，则每个支座产生的压力为 489.8/2235.2kN。（2）挂篮不对称时假设一边挂篮移到位，而另一边挂篮未移动，由此产生一个不平衡挂篮荷载。按最大悬臂状态下两边挂篮误差一个阶段考虑。根据力平衡得：此荷载下，受拉侧每个临时支座承受的荷载 P-149.51/2-74.75kN受压侧每个临时支座承受的荷载 P1109.51/2 554.75kN4. 不平衡浇筑荷载按照对称悬臂施工的概念，要求进行对称悬臂浇筑，实际施工中往往难做到精确对称，本报告考虑到施工的方便性：一部商品混凝土罐车的容积混凝土不换边浇筑，即按出现的不平衡重为一部罐车的容

6、积混凝土重力，此时，悬臂端浇筑混凝土不平衡重按 20t 考虑。根据力平衡得：此荷载下，受拉侧每个临时支座承受的荷载 P-1998.36/2-999.18kN受压侧每个临时支座承受的荷载 P2198.36/2 1099.18kN5.风荷载（1）横桥向风压按照铁路桥涵设计基本规范P27，作用于桥梁上的风荷载强度按下式计算：式中，W风荷载强度（Pa）基本风压值（Pa），查铁路桥涵设计基本规范附录 D“全国基本风压分布图”得： 500 Pa。或通过实地调查核实后采用；风载体形系数，取 1.3；风压高度变化系数，取 1.0；地形、地理条件系数，取 1.15。（2）横桥向风荷载按最不利考虑，将横桥向风荷载

7、作用于整个悬臂结构迎风面上，横桥向风荷载为风荷载强度与迎风面积之积：式中，A迎风面积。风荷载作用于迎风面积的形心上，形心距离支座高度为 3.87m，因此风荷载产生的横向弯矩为：Mx=F3.89758.51kN.m共两排临时支座，每排有两个支座，两支座横向间距为 3.05m，得到受拉侧每个临时支座承受的总荷载 PMx/2/3.05124.35kN，受压侧每个临时支座承受的总荷载 PMx/2/4.8124.35kN。（3）竖向风荷载由横桥向风荷载产生的竖向风力，按英国 BS5400 规范取升力系数为 0.4。计算升力时，假设升力作用在半边悬臂上，计算升力的面积升力纵桥向弯矩由升力引起的单个支座力分

8、别为3. 临时固结支座结构检算3.1 临时支座抗压能力计算临时支座抗压能力取决于混凝土的承载力，即临时支座抗压能力。计算中，承压检算不考虑钢筋，仅按混凝土承压能力计算；承拉检算不考虑混凝土，仅考虑钢筋的承拉能力计算。C50 混凝土中心受压容许应力为 13.4MPa，计算主力加附加力时，容许应力可提高 30，即：17.42 MPa；抗压极限强度为 33.5 MPa。1. 抗压容许值计算2. 抗压强度极限值计算3.2 临时支座抗拉能力计算1. 抗拉容许值计算螺纹钢筋的应力标准值为 335MPa，容许应力为 0.7335 MPa234.5 MPa。单个临时支座容许拉力为：2. 抗拉强度标准值计算3.

9、3 钢筋锚固长度按照桥梁设计规范，锚固长度为 30d=3028=840mm，本工程锚固长度均满足要求。3.4 悬臂施工模式及其荷载按照不利情况，考虑了如下 3 类悬臂施工模式进行分析计算：模式 1：全对称施工模式，荷载组合为：A0-A7 自重+不对称施工机具荷载 +对称挂篮+对称浇筑+不利风荷载。荷载组合中考虑的施工机具荷载和风荷载的不对称作用。模式 2：不对称移动挂篮模式，荷载组合为：A0-A7 自重+ 不对称施工机具荷载+不对称挂篮+不利风荷载。在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。模式 3：不对称悬浇节段混凝土时不平衡重为 20t 模式，荷载组合为：A0-A7 自

10、重+不对称施工机具荷载+对称挂篮+ 不平衡浇筑荷载+ 不利风荷载。在考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用的同时，不同步浇筑节段混凝土的重量差为 20t。对应的最不利荷载组合值列于表 4。其中，不平衡浇筑荷载与不平衡挂篮荷载不会同时产生；对称挂篮荷载与不对称挂篮荷载不会同时产生。表 2 支座检算表（单位：kN ）序号 荷载 左支座 右支座 模式 1 模式 2 模式 31 梁体自重 A0-A7 5475.3 5475.3 A8 267.0 267.0 2 不对称施工机具荷载 -972.2 1170.2 3 挂篮荷载 对称 235.2 235.2 不对称 -74.8 554.8 4 不平衡浇筑荷载

11、-999.2 1099.2 5 风荷载 横向风荷载 背风面 124.4 124.4 迎风面 -124.4 -124.4 升力 250.5 250.5 合计 最大 7522.5 7575.0 8354.6 最小 5131.5 4554.5 3865.3 容许抗压值 24910.6容许抗拉值 -7797注：“”表示此项参与组合。4. 结论与建议4.1 结论上述三中悬臂施工模式（模式 1：全对称施工模式，模式 2：不对称移动挂篮施工模式，模式 3：不对称悬浇节段混凝土 20t 模式）下，临时固结支座均能满足抗拉、抗压、抗倾覆要求，结构是安全的。因此，施工中在执行对称施工的大前提下，可以（1） 执行不同步移动挂篮的施工工艺；（2） 在浇筑对称节段的混凝土时，按照同步对称施工工艺，或浇筑混凝土的不平衡重量差控制在 20 吨以内，临时固结支座结构是安全可靠的。需要说明的是：本报告计算中未能考虑地震等特殊荷载的影响。4.2 建议为确保悬臂施工的安全性，提出如下建议：1. 施工中施工材料、机具等尽量少堆放，必须堆放时，尽量保证悬臂两侧平衡，或尽量堆放于悬臂根部；2. 悬臂浇筑混凝土时，尽量使两边同时浇筑，无法同时浇筑时，可采取分阶段交替浇筑，混凝土分阶段交替浇筑时，两侧悬臂端浇筑的混凝土最大不平衡量控制严格控制在在 20 吨以内。