合拢方案(验算).cn

1 工程概况： 石武客运专线薛店特大桥跨世纪大道连续梁为60+100+60m预应力砼连续梁，位于113#～116#墩。此段线路为直线段，纵坡-1.5‰，里程DK741+903.7～DK742+125.2，全长221.5m（含两侧梁端至边支座中心各0.75m）；桥墩基础采用钻孔灌注桩基础，圆端形墩柱。 主桥箱梁为单箱单室、变高度、变截面结构，C50混凝土，采用三向预应力体系。箱梁顶宽12.0m，底宽6.7m，顶板厚度除梁端附近外均为40cm;腹板厚度60cm～100cm，按折线变化；底板厚度40cm～120cm，按直线线性变化；根部梁高785cm，跨中梁高为485cm,按二次抛物线变化；在墩顶和主跨跨中共设5道横隔板。 全桥划分为两个0#梁段，13个悬臂施工梁段，两个边跨现浇段，两个边跨合拢段和一个中跨合拢段，合拢段长度均为2m，采用两个T构同时悬臂施工，边跨采用落地支架合拢，中跨采用挂篮吊架合拢，先进行边跨合拢后进行中跨合拢。 2 连续梁合拢锁定计算假定： 1 合拢段长度不变，合拢段锁定劲性骨架能抵抗温度内力或者支座，模板与梁体之间的摩阻力。 2 梁体与滑动支座、模板之间的摩阻系数分别取0.05 和0.15。 合拢施工。 3 合拢 连续梁桥采用不同的合拢施工顺序，成桥的内力也不同，后期收缩徐变及跨中挠度也不同，为很好的控制成桥内力，使得成桥内力与相符，故必须合理的布置安排施工方案，且经设计监理施工方会审后，组织安排最优的施工方案。 3.1 边跨合拢 边跨采用落地支架进行合拢施工，主跨采用挂篮改装吊架合拢施工，悬臂梁段施工完成后应尽快进行边跨合拢，以减小混凝土收缩徐变对梁体的不利影响，合拢前向气象部门收集新郑地区该时段历年气象资料，并根据天气预报，选择最佳的合拢温度，原则上取日最低温度，且温度不高于20.C，混凝土浇筑完后气温开始缓慢上升,合拢段混凝土均考虑采用微膨胀混凝土，且提高一个强度等级。 当边跨支架现浇段完成施工后，进行合拢准备工作，确定好合拢日期后，当改日温度达到最低时迅速进行合拢口锁定，完成刚性骨架的焊接工作，在混凝土初凝前完成合拢段混凝土的浇筑，当合拢段混凝土强度和龄期达到设计要求时，张拉预应力束T17,B13-B16及横竖向预应力筋，为减少预应力和温度变化产生的次轴力，合拢后须释放边跨滑动支座约束，当T17,B13-B16张拉完后拆除墩顶临时固结，再张拉B11-B12，最后拆除边跨现浇段支架。 3.2 中跨合拢 边跨合拢段施工完成以后进行中跨合拢施工，合拢段施工前先对悬臂端进行压重，压重重量为合拢段重量的一半，根据确定好的最佳合拢日期，在日气温最低时进行合拢口锁定，迅速完成劲性骨架的焊接工作，进行混凝土的浇筑工作，在砼初凝前完成浇筑工作，在砼浇筑过程中根据根据砼浇筑的重量进行等重卸载压重，保证合拢口两端无相对位移，不使合拢口接缝处产生裂缝，保证合拢段的施工质量，砼浇筑完毕后用土工布遮盖，严格关注气温的变化，做好保温及养生工作。 3.3 合拢锁定 合拢锁定拟采用2I45a组合，焊接为劲性骨架，将两悬臂联结为临时临时支撑，来抵抗温度变化产生的内力，以保证合拢段混凝土不开裂。 4. 合拢劲性锁定力学原理 合拢口锁定主要是克服梁体因温差变化产生的内力。当梁体温度升高时，混凝土膨胀，对合拢段产生压应力，当梁体温度降低时，混凝土收缩，则合拢段产生拉应力，在合拢段没有达到设计强度前，靠虑合拢段所有内力均由劲性骨架承受。为简化计算，将主梁因温度变化产生的轴力按线膨胀计算，箱梁分段按平均断面计算，因为墩身为较矮的实体墩身（H<12m），基础为桩径2m的群桩基础，故不考虑墩的位移。根据变形协调原理： 则有 式中 ——温度变化产生的轴力； ， ——分别为合拢段劲性骨架，i梁段长度； ， ——分别为劲性骨架，梁体混凝土的弹性模量； , ——分别为劲性骨架,i梁段的截面积 设计考虑主梁合拢后梁体升温15。C,降温1。C，当梁体升温比较大时，合拢段会产生数千吨的轴力作用，考虑混凝土没有产生强度之前全部由劲性骨架承受，考虑到劲性骨架自身的强度问，故宜在合拢段劲性骨架锁定后释放一端的滑动支座约束。 由于合拢段施工一般工期比较短，所以不考虑混凝土徐变的影响。 本设计中采用同济大学《桥梁博士V3.0》系统软件建立全桥模型，采用平面梁单元 全桥分为78个单元，49个施工阶段对施工过程进行仿真模拟。对于边跨现浇段支架的模拟，采用水平方向双向约束即考虑梁体与模板之间的摩阻力无穷大，竖直方向采用单向的正向约束即不考虑梁体与模板之间的粘结力作用,中跨合拢阶段施工模拟考虑114#墩和113#的支座采用水平双向约束来模拟，考虑梁体升降温效应，计算出轴力与支座摩阻力及模板与梁体之间的摩阻力进行比较，并取两个合拢段轴力大的工况计算，对劲性骨架是偏于安全的， 各合拢施工阶段计算模型见图1和图2 图1 边跨合拢阶段计算模型 边跨合拢后升温15.C和降温1.C,产生的轴力图见图3，压力为正值，拉力为负值。 边跨合拢后，在合拢段混凝土没有产生足够的强度来抵抗荷载效应时，不按单悬臂结构考虑，即考虑合拢段混凝土重量施加在合拢支架上，则各支承节点的支反力如表一 节点号 1 2 3 4 5 支反力 733 966 1160 1080 196 表一（单位：kN） 中跨合拢后升温15.C和降温1.C产生的轴力见图4，压力为正值，拉力为负值。 中跨合拢后，各个支承节点的支承反力见表二 节点号 1 21 53 73 支反力 4430 56100 56100 4430 表二 (单位：kN) 根据各支承节点的支反力可以分别计算出边跨和中跨合拢后各个滑动支座的摩阻力及模板与梁体之间的摩阻力，则有： 边跨合拢段后，113# 和116#墩顶支座摩阻力 计算： 式中 —— 支座的支反力； —— 支座摩阻系数，取 0.05； 梁体与模板之间的摩阻力 式中 ， ——分别为边跨支架现浇段和合拢段重量； ——梁体与模板之间的摩阻系数，取0.15； 边跨合拢后温度变化产生的内力大于梁体受到的约束力，所以边跨支座会产生滑动，梁体发生位移，故劲性骨架受力大小为梁体约束力，即为648.15kN。 中跨合拢后，113#,114#墩顶滑动支座摩阻力 计算： 中跨合拢后温度变化产生的内力大于梁体受到的约束力，则113#、114#墩顶支座均会产生滑动，梁体发生位移，故劲性骨架受力大小为梁体约束力，即为3026.5kN。 劲性骨架均按中跨合拢时的受力来进行设计，对边跨是偏安全的。根据现场情况，在合拢口顶板底板靠近腹板处预埋6块 mm钢板。 劲性骨架承载能力验算 I45a的截面特性 EMBED Equation.3 劲性骨架采取为外锁定式，其压杆长度取为2.5m进行两端焊接，视其为两端固定，计算长度系数 对y轴： 查得压杆稳定性系数 0.932 则单个劲性骨架受力 每个合拢段有4个劲性骨架支撑，则承受力为 则安全系数 满足要求 预埋钢板抗剪强度计算 抗剪强度满足要求。 焊缝采用直角角焊缝，均为正面角焊缝，焊脚尺寸 采用手工焊，焊条采用E43型 焊缝有效厚度为 每个劲性骨架焊缝总长度 故满足要求。 边跨合拢施工阶段单元立面 � EMBED Equation.3 ��� _1320327328.unknown _1320332070.unknown _1320336882.unknown _1320338135.unknown _1320339077.unknown _1320339838.unknown _1320340761.unknown _1326264391.unknown _1320339918.unknown _1320339667.unknown _1320338192.unknown _1320338473.unknown _1320337497.unknown _1320337821.unknown _1320337217.unknown _1320333272.unknown _1320336279.unknown _1320336546.unknown _1320336112.unknown _1320332307.unknown _1320333241.unknown _1320333210.unknown _1320332114.unknown _1320332202.unknown _1320327913.unknown _1320330204.unknown _1320331815.unknown _1320331894.unknown _1320329124.unknown _1320327831.unknown _1320327839.unknown _1320327620.unknown _1320220085.unknown _1320327032.unknown _1320327088.unknown _1320327125.unknown _1320327073.unknown _1320261246.unknown _1320261247.unknown _1320220116.unknown _1320219512.unknown _1320219953.unknown _1320219968.unknown _1320219877.unknown _1320219892.unknown _1320219737.unknown _1320217288.unknown _1320218340.unknown _1320216772.unknown