60+100+60m悬浇连续梁设计说明

中交一公局沈丹客专TJ-1标四工区 跨沈本大道二号特大桥连续梁0号块支架施工方案

跨沈本大道1号特大桥、2号特大桥工程

0#块临时固结、支架设计说明书

一、工程概况

跨沈本大道1号特大桥起讫桩号为DK21+920.91-DK24+817.68。其中64～67墩变截面连续梁桥的挂蓝施工是本工程的技术难点，跨度布置为81.45m+128m+81.45m。跨沈本大道2号特大桥位于沈阳至丹东客运专线上，起讫桩号为DK26+973.40-DK33+066.37。其中156～159墩变截面连续梁桥的挂蓝施工是本工程的技术难点，跨度布置为60.75m+100m+60.75m。

针对跨沈本大道1号特大桥64～67墩变截面连续梁桥和跨沈本大道2号特大桥156～159墩变截面连续梁桥的挂蓝施工，我院对0#块施工节段临时固结及支架进行设计计算并绘制相关图纸。 二、主要技术规范及标准

《公路工程技术标准》 JTG B01-2004 《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG D62-2004 《公路桥涵施工技术规范》 JTJ 041-2000 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 JTJ 025-86 《建筑钢结构焊接规程》 JGJ 81-2002 参照铁路的相关规范及标准 三、0#块临时固结布置

0#块临时固结：1号桥65、66#墩和2号桥157、158#墩采用相同的布置方式。0#块临时支承采用C50现浇混凝土，底层设置5cm硫磺砂浆垫层，布置在支座垫石两侧。临时支承宽70cm，高60cm，顶面与永久支座顶面等高，可作为0＃块的底模，拆除时应注意对支座的保护。抗拉锚固钢筋采用直径32mm精轧螺纹钢筋，设置在临时支承内，下端为锚固端预埋在桥墩内，上端为张拉端，位于箱梁箱内。锚固钢筋单侧共设置50根，横桥向间距25cm，纵桥向间距20cm。 四、0#块支架布置

（一）1号桥65、66#墩支架布置

0#块支架采用

48根钢柱，钢柱采用Q235，钢柱长度分别为17.5m和

14.5m，直径d=630mm，壁厚t=13mm，钢柱之间用槽钢连接。钢柱上端设置横梁作为主要受力构件，横梁上均匀布设纵梁。钢柱布置详见相关图纸。1号桥最外侧钢柱支架位于桥墩承台外侧，外侧钢柱基础上层采用C30混凝土，基础长度设置13m，宽度2.1m，高度2.0m，下层土基夯实，土基承载力不小于200kPa。

（二）2号桥157、158#墩支架布置

0#块支架采用

32根钢柱，钢柱采用Q235，钢柱长度分别为17.5m和

14.5m，直径d=500mm，壁厚t=7mm，钢柱之间用槽钢连接。钢柱上端设置横梁作为主要受力构件，横梁上均匀布设纵梁。钢柱布置详见相关图纸。 五、计算说明

（一）0#块临时固结计算

桥梁悬臂施工中，对于大跨度桥梁静载作用下双悬臂现浇时，梁体的平衡

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稳定性对于桥梁的建造至关重要。跨沈本大道1号特大桥65号墩0号块临时固结计算：临时支承采用现浇C50混凝土结构，单侧支承顶面积为5.2m2；抗拉锚固钢筋采用JL32精轧螺纹钢筋，单侧临时支承内布置50根。

1、设计计算参数

箱梁混凝土容重：27kN/m3；

现浇临时支座混凝土：C50，fcd=22.4MPa；

抗拉锚固钢筋：JL32精轧螺纹钢筋，极限强度为785MPa。 2、施工荷载分类 （1）、梁体静载

考虑设计节段与施工节段梁体静载的变化误差及梁体静载的不均匀，一侧悬臂增大5%左右，另一侧悬臂静载减少5%。

（2）、施工机具及材料荷载

考虑施工需要梁体上堆放施工机具及材料，计算时考虑最不利情况一侧作用有均布荷载，并在梁端部加有一集中力；另一侧悬臂为空载。半跨均布荷载：2.0kN/m2，荷载系数取1.25；梁端集中力取200 kN（估算值）。

（3）、最后一侧悬臂浇筑梁段不同步施工，另一侧为空载。 （4）、挂蓝、现浇段突然坠落。 3、荷载组合

组合一：（1）+（2）+（3） 组合二：（1）+（2）+（4）

荷载组合二为控制荷载，本次计算未考虑风荷载。 4、计算简图

5、1号特大桥65号墩0号块临时固结计算结果及结论 梁体重量：W1=3951.12*1.05=4148.676t

W2=3951.12*0.95=3753.564t；

20#块体重量：F1=F2=145.85t； 挂蓝重量：G1=G2=120t；

施工机具及材料荷载：Q=2*12.2*63=153.72t，集中荷载T=20t； 荷载组合二为控制荷载：所以 N1+N2=W1+W2+Q+T +G1+G2

(N1-N2)*2.5=(W1-W2)*18.8+1.25Q*31.5+T*63+F1*62+G1*61 计算结果：N1=10524.5t，N2=-2052.7t。

结论：临时支承采用C50现浇混凝土，单侧临时支承受压顶面面积为：5.72m2，抗拉锚固钢筋孔洞总面积为0.098m2，受压面净截面面积为5.622m2。作为轴心受压构件计算：

γ0N=103786.8kN≤0.9*1.0*22.4*103*5.622=113339.5kN，满足规范要求。 抗拉锚固钢筋计算：受拉区预应力钢筋最大拉应力计算：

单侧抗拉锚固钢筋共布置50根, 抗拉锚固钢筋总面积为S=50*804.2mm2=0.0402m2。

σ=N2/S=513.1MPa≤0.8*785=628MPa，满足规范要求。

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6、2号特大桥157号墩0号块临时固结计算结果及结论 梁体重量：W1=2611.98*1.05=2742.58t

W2=2611.98*0.95=2481.38t；

13#块体重量：F1=F2=140.193t； 挂蓝重量：G1=G2=100t；

施工机具及材料荷载：Q=2*12.2*49=119.6t，集中荷载T=20t； 荷载组合二为控制荷载：所以 N1+N2=W1+W2+Q+T +G1+G2

(N1-N2)*2.0=(W1-W2)*17.8+1.25Q*24.5+T*49+F1*47+G1*45 计算结果：N1=7877.08t，N2=-2313.52t。

结论：临时支承采用C50现浇混凝土，单侧临时支承受压顶面面积为：5.45m2，抗拉锚固钢筋孔洞总面积为0.098m2，受压面净截面面积为5.352m2。作为轴心受压构件计算：

γ0N=7877.08kN≤0.9*1.0*22.4*103*5.352=107896.3.kN，满足规范要求。 抗拉锚固钢筋计算：受拉区预应力钢筋最大拉应力计算：

单侧抗拉锚固钢筋共布置50根, 抗拉锚固钢筋总面积为S=50*804.2mm2=0.0402m2。

σ=N2/S=575.5MPa≤0.8*785=628MPa，满足规范要求。 （二）0#块支架计算

1、跨沈本大道1号特大桥65号墩0#块支架计算 （1）、支架布置：

0#块支架采用48根钢柱，钢柱采用Q235，钢柱长度L=17.5m，直径

d=630mm，壁厚t=13mm，钢柱之间用槽钢连接。钢柱布置如下图：

计算时不考虑最外侧钢柱受力，0#块支架实际受力钢柱应为30根。

（2）、计算荷载 0#块重量：G1=2118.55t

施工时机械设备、人员、材料重量按照0#块重量的40%考虑： G2=G1 *40%=2118.55×40%=847.42t

支架上荷载共重：G=G1+G2=2118.55t+847.42t=2965.97t 每根钢柱承载：N=G/30=98.9t （3）支架钢柱计算

①轴心受压整体稳定性验算： 惯性矩：I=(634-604)π/64=137029cm4 面积：A=(632-602)π/4=289.7cm2

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截面回转半径：i=（I/A）0.5=21.75cm

钢柱自由长度：L0=0.7L=12.25m（底端固定，顶端为不移动的铰） 钢柱长细比：λ=L0/i=56 由λ=56<100满足规范要求。

查表得φ=0.845，轴心受压构件总稳定计算：

σ=N/φA=989*103/（0.845*289.7*102）=40.4MPa<[σ]=140MPa 所以：整体稳定性满足规范要求。 ②局部稳定性验算

d/t=63/1.5=42>0.6λ+5=38.6且小于50 所以：局部稳定性满足规范要求 （4）支架横梁计算

支架横梁采用50b工字钢，承载由横梁传下的梁体自重荷载及施工机械、材料荷载，并传递到支架钢柱上。横梁采用MIDAS Civil 2006建模计算，图示如下：

计算结果：

横梁挠度变形：d=0.7mm

支点位置：σ=38.3MPa<[σ]=140MPa 跨中位置：σ=21.9MPa<[σ]=140MPa

结论：横梁挠度变形及应力计算结果均满足规范要求。 2、跨沈本大道2号特大桥157号墩0#块支架计算 （1）、支架布置：

0#块支架采用32根钢柱，钢柱采用Q235，钢柱长度L=17.5m，直径d=500mm，壁厚t=7mm，钢柱之间用槽钢连接。钢柱布置如下图：

计算时不考虑最外侧钢柱受力，0#块支架实际受力钢柱应为24根。

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（2）、计算荷载 0#块重量：G1=1272.12t

施工时机械设备、人员、材料重量按照0#块重量的40%考虑： G2=G1 *40%=1272.12×40%=508.85t

支架上荷载共重：G=G1+G2=1272.12t+508.85t=1780.97t 每根钢柱承载：N=G/24=74.2t （3）支架钢柱计算

①轴心受压整体稳定性验算：

惯性矩：I=(504-48.64)π/64=32944.75cm4 面积：A=(502-48.62)π/4=108.416cm2 截面回转半径：i=（I/A）0.5=17.43cm

钢柱自由长度：L0=0.7L=12.25m（底端固定，顶端为不移动的铰） 钢柱长细比：λ=L0/i=70.3 由λ=71<100刚度满足规范要求。

查表得φ=0.773，轴心受压构件总稳定计算：

σ=N/φA=742*103/（0.773*108.416*102）=88.6MPa<[σ]=140MPa 所以：整体稳定性满足规范要求。 ②局部稳定性验算

d/t=50/0.7=50>0.6λ+5=47.2且不大于100 所以：局部稳定性满足规范要求 （4）支架横梁计算

支架横梁采用50b工字钢，承载由横梁传下的梁体自重荷载及施工机械、

材料荷载，并传递到支架钢柱上。横梁采用MIDAS Civil 2006建模计算，图示如下：

计算结果：

横梁挠度变形：d=1.5mm

支点位置：σ=78.1MPa<[σ]=140MPa 跨中位置：σ=51.1MPa<[σ]=140MPa

结论：横梁挠度变形及应力计算结果均满足规范要求。 3、支架基础计算

1号桥最外侧钢柱支架位于桥墩承台外侧，外侧钢柱基础上层采用C30混凝土，基础长度设置13m，宽度2.1m，高度2.0m，下层土基夯实。单侧5根钢柱位于承台外侧，每根钢柱受力98.9t，所以：

夯实土基承载力f>5*989/（13*2.1）=181KPa

建议夯实后的土基承载力取不小于200KPa；建议支架钢柱支架在浇筑混凝土前进行120%预压，同时注意观测土基沉降。