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根中32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:(3)C50混凝土轴心抗压强度设计值f=23.1MPa.
(2)Φ32HRB400钢筋抗拉强度设计值f=360MPa;
7.3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.
临时固接抗倾覆最不利工况力学分析结果表
挂篮梁段号 0 2 3 4 5 6 7 8 9 自重长度(m) 5.5 3.5 3.5 3.5 3.5 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 1084 982 956 943 1180 1110弯矩(kN) 8220 9804 13554 16812 19694 22313 27093 28481 31551 34895 16132弯矩小计 228547.475(kNm)竖向力小 13342.5计(kN)
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:N=13342.5×2-943-436=25306kN;
最大不平衡弯矩:M=3489516132=51027kN.m.
7.4临时支座内力计算及结构设计
7.4.1临时固结结构内力计算
按设计图纸中的要求,在临时固结设计上,视永久支座不受力.悬臂T构倾覆固结结构的力学特征简图如图所示.
悬臂T构倾覆固结结构的力学分析简图
视永久支座不受力,悬臂倾覆荷载均由临时固结结构承担.按此条件求得临时固结结构的内力计算方程为:
式中:L-左右临时支座中心距离桥墩中心距离,取1.0m.
解上式可求得临时支座内力为:
R为负值,表明T构发生最大倾覆荷载时临时支座存在受拉作用,需要进行抗拔设计.
7.4.2临时支座强度设计
临时支座平面图如图所示:
临时支座平面布置图
临时固结等效跨度为b=480cm,单侧临时支座支撑面积A=2.88m².
临时支座支撑截面对称纵向桥墩中心惯性矩为:
临时支座边缘处最大及最小应力为:
式中:Ym-临时支座外边缘距离墩中心距离,1.475m.
混凝土边缘处最大压应力为13.61MPa,考虑抗倾覆稳定系数K=1.5,临时支
座混凝土标准抗压强度应大于20.42MPa.设计图纸中临时支座选用C50混凝土,其轴心抗压强度设计值为23.1MPa,满足要求.混凝土边缘处最小应力为-4.92MPa,为负值,表明此处临时支座存在受拉作用,需要进行抗拔设计.
7.4.3抗倾覆锚固钢筋设计
(1)抗拔钢筋根数计算
根据上述计算结果可知,在最大倾覆荷载作用下,临时支座存在最大R=-12860.5kN的抗拔力.拟在每个临时支座内预埋直径Φ32mm、抗拉强度360MPa的HRB400钢筋,则每根钢筋承载力:
F=360×10°×804.2×10÷1000=289.51kN
考虑K=1.5安全储备系数,每个临时支座需锚固钢筋根数:
设计图纸中每个临时支座内布置94根Φ32mmHRB400锚固钢筋,满足要求.
(2)锚固长度计算
按照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第8.3节的要求,当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,受拉钢筋的基本锚固长度为:
其中:锚固钢筋的外形系数α=0.14;
Φ32mm螺纹钢筋抗拉强度设计值f,=360MPa;
Φ32mm螺纹钢筋直径d=32mm;
C35墩身混凝土轴心抗拉强度设计值f=1.57MPa.
受拉钢筋的锚固长度应根据锚固条件按下式计算,且不应小于200mm:
1=5=0.77×1027=791mm
其中:锚固长度修正系数,当带肋钢筋的公称直径大于25mm时取1.1,当锚固钢筋的保护层厚度为5d时取0.7,综合考虑此处取.=1.1x0.7=0.77.
设计图纸中锚固钢筋的锚固长度取2500mm,满足要求.