1、1连续梁临时固结抗倾覆结构设计计算摘要：国内关于连续梁墩梁临时固结抗倾覆设计并没有标准，以设计文件提供的最大不平衡弯矩 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。 关键词：悬臂法施工临时固结结构计算 中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号： 1、概述 悬臂法施工时，主墩临时固结方法是上部构造施工安全和质量的关键工序，极为重要。对于铰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，一般设计文件明确悬臂 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。目前常用的有两种方法，
2、一种是在永久支座两侧墩顶设置临时支座（通常是钢筋混凝土块） ，并在其中设置锚筋；另一种是在主墩两侧、承台之上设置钢管混凝土，并在其中设置拉筋。 国内关于连续梁墩梁临时固结抗倾覆设计并没有标准，以设计文件提供的最大不平衡弯矩 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，但实际施工中许多临时支座上还是布置了诸多强壮锚固钢筋。这种布置与计算结果背道而驰，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。下面以某桥（60+100+60）2m 连续梁为例进行计算说明。 2、工程概况 该桥（60+100+60）m 连续梁为预应力钢筋混凝土结构，全长221.8m。梁体为单
3、箱单室，变高变截面结构。梁顶板宽度为 12.2m，底板宽度为 6.4m。梁体共分为 13 个节段，0 号块高 7.204m，长 14m。混凝土方量 344.902m,重 896.75t；最大悬臂段重量为 4 号块，混凝土方量 60.277m,重 156.591t。临时固结支座采用 C50 钢筋混凝土块体，尺寸 2.88m0.8m，分列支撑垫石两侧；在临时支座内设置锚筋抵抗不平衡弯矩。如下图所示。 3、根据设计文件计算 3、1 工况分析 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。两种工况的荷载分别计算，不会同时产生。 工况 1
4、：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。 3、2 荷载计算 临时支墩所承受的竖向力为混凝土、模板自重，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,则竖向荷载为: 3(800+46300)1.2+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/
5、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 20t 以下； （6）挂篮行走不同步，挂篮自重 80t。 以最远端的 13 号块为计算节段,其自重为 130t,距离墩中心为 49m，则： (1) 2763105%=1381.5kN(2) (0.48-0.24)=0.24kN/m2 (3) 8010（1.2-0.8）=320kN(4)800kN/m2 (5) 2010=200kN (6) 8010=800kN 组合一:M=(1)+ (2) + (3) +
6、 (4)=61531kN 组合二:M=(1)+ (2) + (3) +（5）=59614kN 组合三:M=(1)+ (2) + (4) +（6）=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56557kNm 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 根据上节计算荷载，临时支座的受力结构分析图示如下图所示： 4根据平衡受力条件可得：（注意是梁体中心不平衡弯矩为 0） 由公式可求得： 由公式计算出 AB 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
7、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 k N，M=61531kNm，可求得 均为压力。 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 0.82.88m，最大竖向力为 50488kN，支座混凝土采取 C40，压应力为： 23.1MPa,满足要求。 4、考
8、虑挂篮坠落 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。 54、2 荷载计算 荷载主要是竖向荷载和不平衡弯矩，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。 4、3、设计计算 本计算中取 L=1.575m，
9、N=57026 kN，M1=122637kNm，可求得 故需设置螺纹钢为 10420/241=44 根。 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，M2=2*122637=245274kNm，可求得 即最大压力为 106377kN,最大拉力为 49352kN,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。 临时支座的横截面尺寸为 0.82.88m，最大竖向力为 106377kN，支座混凝土采取 C50，压应力为： 23.1MPa,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 A804.
10、2mm2,标准强度设计值为 300MPa，弹性模量取 2106Mpa，单根力6804.2300241kN。 故需设置螺纹钢为 49352/241=205 根。 5、小结 从上述计算可以知道临时固结基本原理，以前有些连续梁临时支座只考虑受压，并未考虑不平衡弯矩，未设置锚筋，在施工过程中也安全度过，这主要是在施工过程中不平衡弯矩主要产生了压力，并未产生拉力。 经过对各类跨度 T 构的研究，小结结认为：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，计算方法合情合理。 参考文献: 1白锦铭. 科技资讯2008 第 4 期， 连续梁悬臂法施工墩梁临时固结方案设计与监测 。 2 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准(J1148-2011)
