連續(xù)梁懸臂T構(gòu)墩梁臨時(shí)固結(jié)抗傾覆計(jì)算方法

1、鋼筋混凝土連續(xù)梁懸臂 T構(gòu)墩梁臨時(shí)固結(jié)抗傾覆結(jié)構(gòu)計(jì)算理論研究中鐵九局集團(tuán)有限公司：劉東躍一、概述對(duì)于鉸接的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑 T構(gòu)，相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件均要求在懸臂澆筑前“應(yīng)先將墩頂梁段與橋墩臨時(shí)固定”。設(shè)計(jì)文件明確懸臂 T構(gòu)的最大不平衡彎矩和豎向反力。同時(shí)，這個(gè)結(jié)構(gòu)大多由施工單位自行設(shè)計(jì)施工。例如沈大客專沈陽(yáng)樞紐橋通 02設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)施工方法及注意事項(xiàng)中，對(duì)“墩梁臨時(shí)固結(jié)措施”的要求是：各中墩臨時(shí)固結(jié)措施，應(yīng)能承受中支點(diǎn)處最大不平衡彎矩 21415KNm和相應(yīng)豎向反力 14572KN，墩梁固結(jié)臨時(shí)支座必須對(duì)應(yīng)箱梁腹板設(shè)置，其材料及構(gòu)造由施工單位自行設(shè)計(jì)確定。一直以來(lái)，關(guān)于墩梁臨時(shí)

2、固結(jié)抗傾覆設(shè)計(jì)沒(méi)有統(tǒng)一的計(jì)算方法，標(biāo)準(zhǔn)也各異。以設(shè)計(jì)文件為依據(jù)（最大不平衡彎矩 M和相應(yīng)豎向反力 N）所計(jì)算出來(lái)的臨時(shí)支座反力大多為壓應(yīng)力。但是，有的 臨時(shí)支座上還是布置了諸多強(qiáng)壯錨固鋼筋。這個(gè)設(shè)計(jì)布置與自己的計(jì)算結(jié)果背道而馳，不但無(wú)法說(shuō)服自己，也無(wú)法解釋別人的提問(wèn)，這種計(jì)算方法理論說(shuō)服性不強(qiáng)。怎樣作才能達(dá)到合情合理那？經(jīng)過(guò)對(duì)各類跨度 T構(gòu)的研究，總結(jié)認(rèn)為認(rèn)為：以設(shè)計(jì)文件給定的 M和 N確定臨時(shí)支座抗壓強(qiáng)度（包括曲線傾覆彎矩）；以掛籃連帶懸臂節(jié)段混凝土狀態(tài)墜落為最不利傾覆彎矩計(jì)算產(chǎn)生的拉應(yīng)力，確定臨時(shí)支座的錨固拉力；再以抗壓混凝土和錨固鋼筋一體化核 算規(guī)范所要求的安全系數(shù)；以當(dāng)?shù)刈畲箫L(fēng)荷載檢算

3、 T構(gòu)抗扭和抗平移能力。這樣的計(jì)算方法既滿足了設(shè)計(jì)抗傾覆要求，又滿足了懸澆的最大風(fēng)險(xiǎn)因素要求，同時(shí)也滿足施工中最大不平衡荷載 20噸的要求。錨固拉筋的設(shè)置有理有據(jù)，計(jì)算方法既合理又合情。二、T構(gòu)傾覆荷載的研究1、最大不平衡彎矩 M和相應(yīng)豎向反力 N、曲線傾覆彎矩 M曲經(jīng)過(guò)多個(gè)設(shè)計(jì)文件比較，設(shè)計(jì)給的最大不平衡彎矩 M與最大懸臂端掛籃重量產(chǎn)生的彎矩相當(dāng)，豎向反力 N與 T構(gòu)自重相當(dāng)。按照設(shè)計(jì)給的最大不平衡彎矩 M和相應(yīng)豎向反力 N、曲線傾覆彎矩 M計(jì)算結(jié)果，墩頂臨時(shí)曲支座大多為壓應(yīng)力，極少有拉應(yīng)力。按此結(jié)果設(shè)置混凝土臨時(shí)支座就可滿足抗傾覆要求。2、施工中特殊荷載在施工中，懸臂澆筑到最后節(jié)段，發(fā)生掛

4、籃連帶混凝土墜落事故，這是施工單位最擔(dān)心的特殊事件，此時(shí)也不希望引發(fā) T構(gòu)倒塌，避免帶來(lái)更大的損失。在這種工況下，最不利的傾覆彎矩會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。對(duì)應(yīng)這種拉應(yīng)力，就該設(shè)置抗拉錨固鋼筋。在計(jì)算時(shí)，不能孤立的計(jì)算掛籃墜落的最大傾覆彎矩M，要與相應(yīng)掛籃的豎向反力 N相結(jié)合，再疊加曲線傾覆彎矩。孤立計(jì)算掛籃墜落的最大掛傾覆彎矩 M力 N是 T構(gòu)最大自重減去掛籃墜落重量。同時(shí)，在掛籃墜落前會(huì)產(chǎn)生自掛籃時(shí)，臨時(shí)支座的拉應(yīng)力會(huì)很大，也不符合實(shí)際情況。豎向反掛落旋轉(zhuǎn)加速度，給懸臂 T構(gòu)帶來(lái)激振振動(dòng)附加力（沒(méi)仔細(xì)計(jì)算），建議對(duì)最大傾覆彎矩 M 增加 1.2倍的沖擊系數(shù)。掛籃 3、風(fēng)荷載的考究由于 T構(gòu)中間的永久支

5、座大多為移動(dòng)支座，在水平力荷載的作用下，它不能有效約束箱梁的移動(dòng)，箱梁的移動(dòng)會(huì)使得臨時(shí)支撐體系產(chǎn)生破壞，甚至 T構(gòu)倒塌。在出廠時(shí)，支座的上下座板帶有臨時(shí)栓接鋼板。這個(gè)栓接鋼板制約 T構(gòu)位移的能力是有限的。個(gè)別情況在支座安裝前已經(jīng)拆下或損壞。為保證 T構(gòu)的安全穩(wěn)定，臨時(shí)支撐體系不僅要有抗傾覆能力，還要有抗位移能力。箱梁水平位移和扭轉(zhuǎn)主要是風(fēng)力作用，因此要檢算抵抗風(fēng)荷載的位移能力。三、墩梁臨時(shí)固結(jié)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法1、墩頂設(shè)置臨時(shí)支座（或稱為體內(nèi)固結(jié)）計(jì)算方法墩頂臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)示意圖如圖一、 a所示。按照設(shè)計(jì)文件提供的傾覆參數(shù)，臨時(shí)支座的受力結(jié)構(gòu)分析圖示如圖一、 b所示。按上述圖一結(jié)構(gòu)，臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)計(jì)算

6、方法鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算理論更為合理。計(jì)算出混凝土的最大壓應(yīng)力，以確定混凝土標(biāo)號(hào)；計(jì)算出豎向主筋（墩梁錨固鋼筋）的最大壓力和最大拉力，按最大值（一般拉應(yīng)力偏大）配置墩梁錨固鋼筋。計(jì)算時(shí)，按鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范和橋梁施工技術(shù)規(guī)范選取材料安全系數(shù)和抗傾覆安全系數(shù)。受力主筋分別與墩梁錨固，宜應(yīng)計(jì)算錨固長(zhǎng)度。 2、臨時(shí)鋼管支撐柱（或稱為體外固結(jié)）計(jì)算方法臨時(shí)鋼管支撐柱結(jié)構(gòu)示意圖如圖二 .a所示。按照設(shè)計(jì)文件提供的傾覆參數(shù)，臨時(shí)鋼管支撐柱結(jié)構(gòu)受力分析圖示如圖二、 b所示。根據(jù)臨時(shí)鋼管支撐柱結(jié)構(gòu)受力圖二，解析 A、B鋼管支撐力列計(jì)算公式為：R RBNA,LRB M傾 LRA NL M傾RARB2LNLM傾由公

7、式可求得：,2L由公式計(jì)算出 AB鋼管支撐柱的支撐力，然后再按照線性關(guān)系求得最大壓應(yīng)力。再根據(jù)支撐力和壓應(yīng)力的大小選擇鋼管柱或者鋼管混凝土柱。在核算鋼管支撐柱承載能力時(shí)，按鋼結(jié)構(gòu)或者鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和橋梁施工技術(shù)規(guī)范選取材料安全系數(shù)和抗傾覆安全系數(shù)。長(zhǎng)支柱還應(yīng)計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比折減系數(shù)。按照有效固結(jié)的原則，上下端應(yīng)分別與墩梁錨固，宜應(yīng)計(jì)算錨固螺栓的預(yù)埋錨固長(zhǎng)度。鋼管上下端法蘭盤(pán)、加勁肋宜應(yīng)滿足受壓、受拉強(qiáng)度需要。鋼管支撐柱應(yīng)具有梁體抗扭轉(zhuǎn)、抗平滑需要，鋼管間及與墩身間應(yīng)進(jìn)行剛性連接（較大的型鋼），形成抗扭桁架體系。四、注意事項(xiàng)1、一般不考慮永久支座參與工作，忽略其受力荷載。2、除設(shè)計(jì)文件提供的傾覆參數(shù)外，根據(jù)橋梁所處的特殊線形條件，還應(yīng)考慮曲線向心傾覆彎矩。當(dāng) T構(gòu)有較大坡度時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工線形控制情況，確定坡度縱移傾覆彎矩。當(dāng) T構(gòu)存在較大的不對(duì)稱鋸齒塊時(shí)，應(yīng)計(jì)算偏載傾覆彎矩。這些彎矩具有方向性，應(yīng)疊加計(jì)算。3、T構(gòu)倒塌的最大傾覆彎矩，是掛籃懸臂到最遠(yuǎn)節(jié)段時(shí)（連同未凝固混凝土）墜落。此傾覆彎矩對(duì)臨時(shí)支座會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。4、懸臂 T構(gòu)除計(jì)算抗傾覆穩(wěn)定性之外，還應(yīng)計(jì)算梁與墩間的相對(duì)抗扭轉(zhuǎn)和抗平滑穩(wěn)定性。 5、本方案考慮了掛籃墜落的最大荷載，其他一些砸碎荷載均應(yīng)免去，可以大大簡(jiǎn)化計(jì)算程序。6、對(duì)于采用體外