陳 偉
中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司
某橋?yàn)?7+48+27m預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋,箱梁為單箱單室、變高度、變截面箱梁,底板、腹板、頂板局部向內(nèi)側(cè)加厚,均按直線(xiàn)線(xiàn)性變化,計(jì)算跨度27+48+27m,中支點(diǎn)截面中心線(xiàn)處梁高4m,跨中直線(xiàn)段及邊跨直線(xiàn)段截面中心線(xiàn)處梁高2m,梁底下緣二次拋物線(xiàn)變化,由于邊跨墩柱高度較高,沒(méi)有條件設(shè)置邊跨現(xiàn)澆段的支撐體系,施工時(shí)采用掛籃現(xiàn)澆邊跨現(xiàn)澆段的施工方案。連續(xù)梁墩頂臨時(shí)固結(jié)支座對(duì)稱(chēng)設(shè)置在永久支座兩側(cè)的箱梁腹板處,根據(jù)設(shè)計(jì)要求在墩頂設(shè)四個(gè)臨時(shí)固結(jié)支座,每個(gè)臨時(shí)固結(jié)支座內(nèi)布置40 根Φ32 螺紋鋼筋束,間距100mm,埋入墩內(nèi)100cm,埋入梁體100cm。并設(shè)置12 的箍筋以及水平鉤筋,臨時(shí)固結(jié)支座尺寸為90cm×90cm,澆筑C50混凝土作為臨時(shí)固結(jié)支座,當(dāng)主筋與墩帽、梁體底板鋼筋以及預(yù)應(yīng)力筋沖突時(shí)應(yīng)調(diào)整臨時(shí)固結(jié)鋼筋。臨時(shí)固結(jié)支座頂?shù)酌娓髟O(shè)一薄層隔離層,隔離層用兩層油氈制作,以便在合龍后拆除臨時(shí)支座時(shí)碰傷墩頂及梁底混凝土。
圖1 臨時(shí)固結(jié)支座大樣圖
采用掛籃進(jìn)行現(xiàn)澆段施工時(shí),所產(chǎn)生的不平衡彎矩主要為一側(cè)混凝土及施工荷載。
單側(cè)采用掛籃現(xiàn)澆混凝土?xí)r,邊跨現(xiàn)澆段1段,邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)4.6m,總重152.51t(57.551m3),按最不利受力情況考慮,掛籃承擔(dān)部分長(zhǎng)度3.14m,重87.453t(33.001m3),掛籃重50.3t。
偏心力距取最大值,即L=16.6m(下同)
施工荷載產(chǎn)生偏心彎矩:
施工荷載:
振搗荷載產(chǎn)生偏心彎矩:
振搗混凝土產(chǎn)生的荷載:
產(chǎn)生的傾覆彎矩為:
因此不平衡荷載對(duì)靠近偏載一側(cè)臨時(shí)支座產(chǎn)生的偏心彎距為:
連續(xù)梁合龍前,發(fā)生偏載時(shí),臨時(shí)支座所受豎向荷載為:箱梁自重、掛籃重量及偏心彎矩產(chǎn)生的荷載,按線(xiàn)荷載考慮為99.8kN/m、掛籃每側(cè)重量503kN,掛籃承擔(dān)部分長(zhǎng)度3.14m,重87.453t(33.001m3),施工荷載如上所述:
解得支座反力為:
臨時(shí)支座設(shè)計(jì)為C50,截面A=900×900=810000mm2
C50混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為:
其承載力為:
臨時(shí)支座受力滿(mǎn)足要求。
由構(gòu)件自重g1產(chǎn)生的混凝土截面正應(yīng)力:
滿(mǎn)足要求。
為了安全起見(jiàn),取臨時(shí)支座一下混凝土計(jì)算面積為凈面積。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理得:
原承載能力:
得:Nu= 43675.6kN
(1)橋墩承載能力驗(yàn)算:
C35 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值9.6MPa,則混凝土局部受壓滿(mǎn)足受力要求。經(jīng)驗(yàn)算,橋墩承載能力及局部混凝土抗壓能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
在澆筑混凝土?xí)r,掛籃主構(gòu)架后端通過(guò)精軋螺紋鋼錨固于已經(jīng)澆筑好的混凝土梁體上,為保證施工安全,驗(yàn)算此種荷載組合下的掛籃后錨點(diǎn)的安全性。
圖3 掛籃主桁架反力
由圖可知,現(xiàn)澆段混凝土作用下吊桿及后錨點(diǎn)的最大軸力為785.34kN。主桁架的后錨筋采用PSB830Φ32精軋螺紋鋼筋。
單側(cè)后錨點(diǎn)澆筑現(xiàn)澆段時(shí),采用Φ32精軋螺紋鋼筋6根,則可提供錨固力為:
N提供=6A[σ螺紋鋼]=6×3.14×322/4×830×10-3=3335.9kN
其安全儲(chǔ)備為:
故:滿(mǎn)足安全要求。
為消除不平衡彎矩,需配重,掛籃主要受力都有后錨進(jìn)行,距離墩中心16.6m,位于4號(hào)塊上,根據(jù)力矩分配的方式進(jìn)行,需配重在對(duì)應(yīng)4和5號(hào)塊上,平均距離墩中心19m,具體配重:
根據(jù)M中=M邊原則:
根據(jù)上述計(jì)算可知,采用掛籃體系作為現(xiàn)澆段混凝土澆筑施工時(shí),橋墩承載力、橋墩與臨時(shí)支座連接處混凝土局部抗壓、臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)、掛籃體系結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性均能滿(mǎn)足要求。鑒于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采用掛籃施工時(shí),為了橋梁結(jié)構(gòu)的安全性,采用配重的方式進(jìn)行。