連續(xù)梁懸臂T構(gòu)墩梁臨時固結(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、概述對于較接的預(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，這個結(jié)構(gòu)大多由施工單位自行設(shè)計(jì)施工。例如沈大客專沈陽樞紐橋通-02設(shè)計(jì)說明書施工方法及注意事項(xiàng)中，對“墩梁臨時固結(jié)措施”的要求是：各中墩臨時固結(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)臨時支座必須對應(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，關(guān)于墩梁臨時固結(jié)抗傾覆

2、設(shè)計(jì)沒有統(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)算出來的臨時支座反力大多為壓應(yīng)力。但是，有的臨時支座上還是布置了諸多強(qiáng)壯錨固鋼筋。這個設(shè)計(jì)布置與自己的計(jì)算結(jié)果背道而馳，不但無法說服自己，也無法解釋別人的提問，這種計(jì)算方法理論說服性不強(qiáng)。怎樣作才能達(dá)到合情合理那？經(jīng)過對各類跨度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T構(gòu)抗扭和抗平移能力。這

3、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)險因素要求，同時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)過多個設(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曲計(jì)算結(jié)果，墩頂臨時支座大多為壓應(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)生掛籃連帶混凝土墜落事故，這是施工單位最擔(dān)心的特殊

4、事件，此時也不希望引發(fā)T構(gòu)倒塌，避免帶來更大的損失。在這種工況下，最不利的傾覆彎矩會產(chǎn)生拉應(yīng)力。對應(yīng)這種拉應(yīng)力，就該設(shè)置抗拉錨固鋼筋。3、風(fēng)荷載的考究由于T構(gòu)中間的永久支座大多為移動支座，在水平力荷載的作用下，它不能有效約束箱梁的移動，箱梁的移動會使得臨時支撐體系產(chǎn)生破壞，甚至T構(gòu)倒塌。在出廠時，支座的上下座板帶有臨時栓接鋼板。這個栓接鋼板制約T構(gòu)位移的能力是有限的。個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、墩梁臨時固結(jié)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法1、墩頂設(shè)置臨時支座（或稱

5、為體內(nèi)固結(jié)）計(jì)算方法墩頂臨時支座結(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)，臨時支座結(jié)構(gòu)計(jì)算方法鋼筋混凝土結(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；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，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)算錨固長度。加圖一臨時支座的受力結(jié)構(gòu)分析圖J-.a“墩頂臨時支座結(jié)構(gòu)示意圖備注土M糖一設(shè)計(jì)聿大不平衡理矩N武it反力/一盤瞅土比應(yīng)力F1拉.F2拉一要向主

6、前拉力F1壓、F2壓一豎向主箭壓力2、臨時鋼管支撐柱（或稱為體外固結(jié)）計(jì)算方法臨時鋼管支撐柱結(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)，臨時鋼管支撐柱結(jié)構(gòu)受力分析圖示如圖二、b所示。圖二.b.臨時鋼管支撐柱結(jié)構(gòu)受力分析圖永久支座宜黜例琛磐圖二.a臨時鋼管支撐柱結(jié)構(gòu)示意圖NRbRa備注；也儂膽力gy恢箋#F隼衡臂矩.根據(jù)臨時鋼管支撐柱結(jié)構(gòu)受力圖二，解析A、B鋼管支撐力列計(jì)算公2二百出用管支撐合力，L-鋼管支撐縱向阿距.式為:Ra+Rb=NLRb=M傾+LRaNL-M傾Ra二由公式可求得:2LNL+M傾Rb二2L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)

7、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，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)。長支柱還應(yīng)計(jì)算長細(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)埋錨固長度。鋼管上下端法蘭盤、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，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)存在較大的不對稱鋸齒塊時，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（連同未凝固混