铁路桥梁墩台施工方法的探讨分析

发布于：2015-07-17 22:32:17 来自：道路桥梁/铁路工程 [复制转发]

一、工程概况：

　　郑开城际铁路郑州特大桥(DK0+922.75～DK028+232.15),长度约27309.4m。其中的(40+64+40)m预应力混凝土连续梁位于DK017+072.085～DK017+217.485处480#～483#桥墩上，横跨人文路。该桥是一座直线桥，结构形式为变高度连续箱梁，截面形式为单箱单室截面，梁高2.9～5.3m，箱梁顶板全宽12.2m、底板宽6.5m。设计要求采用挂篮悬浇施工，各中墩采用临时支撑措施。悬臂施工时，理论要求对称浇筑。该连续梁立面见下图(单位：mm)。

　　二、临时支座设计

　　该桥的481、482号墩处均设置临时固结支座。本文仅以481号墩处挂篮悬浇施工为例，采用墩顶固结。为确保悬浇施工过程中结构的稳定性，根据施工经验，在桥墩的顶面(即0#块梁底处)永久支座两侧设置4个2m(长)×0.6m(宽)的临时支座，该支座采用C50混凝土块。每个临时支座内竖向布置12根直径Φ32，型号PSB830的精轧螺纹钢筋，并贯穿0#段，0#段施工完毕后张拉，形成墩梁临时固结以抵抗水平荷载及部分不平衡弯矩产生的拉力。具体墩顶临时支座平面布置详见下图(单位：cm)。

　　临时支座与梁体接触面处铺以塑料薄膜隔离，便于拆除。临时支座顶面标高保持一致，并与永久支座平齐，避免拆除临时支座时，下落冲击使梁体受震动。在临时支座与永久支座垫石间隔一层石棉布，防止硫磺砂浆熔化时烧坏永久支座垫石。

　　三、临时固结的强度验算

　　1.梁段基本信息及计算弯矩值

　　左梁段基本信息及计算弯矩值见表1：

　　表1

　　右梁段基本信息及计算弯矩值见表2：

　　表2

　　2.最不利工况分析。

　　由于悬臂施工梁段左右梁块的对称位置的几何尺寸完全相同，梁段体积稍有不同，A0号块右边的梁段体积稍大于左边的梁段体积，即G右＞G左。根据图纸设计要求，梁体自重取26.0KN/m3，悬浇挂篮及模板等施工荷载总重按P=500KN计。

　　根据分析，悬浇施工过程中的最不利工况有两种。第一种工况：A8～B8左右两边挂篮完全对称施工浇筑完成；第二种工况：A8～B8左右两边挂篮完全对称施工浇筑完成，此时A8处挂篮(连同新浇筑混凝土)脱落。其结构计算简图如下(单位：mm)：

　　第一种工况计算：

　　对零号块中心点进行受力分析，根据受力平衡和力矩平衡可得：

　　(1)ΣFy=0

　　　P+ -F1-F2++P =0

　　即：500+11098.1-F1-F2+11194.3+500=0

　　得：F1+F2=23292.4KN

　　(2)ΣM0=0

　　　P·L8+-1.15F1 +1.15F2-–P·L8′=0

　　即：500×29.25+149723.6-1.15F1+1.15F2-152536.15-500×29.25=0

　　得：F2-F1=2445.7KN

　　对(1)、(2)联立求解，得：F1=10423.35KN,F2=12869.05KN。因此，两临时支座处均受压。

　　根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》， C50混凝土的中心受压容许应力[σc]= 13.4 N/mm2。

　　左侧临时支座处混凝土中心受压应力：

σ1=F1/A=10423.35×103/(2×600×2000) =4.34N/mm2＜[σc]

　　右侧临时支座处混凝土中心受压应力：

σ2=F2/A′=12869.05×103/(2×600×2000) =5.36N/mm2＜[σc]

　　第二种工况计算：

　　对零号块中心点进行受力分析，根据受力平衡和力矩平衡可得：

　　(1)ΣFy=0

　　-F1-F2++P=0

　　即：10164.7-F1-F2+11194.30+500=0

　　得：F1+F2=21859KN

　　(2)ΣM0=0

　　-1.15F1+1.15F2--P·L8′=0

　　即：122421.65-1.15F1+1.15F2-152536.15-500×29.25=0

　得：F2-F1=38903.91KN

　　对(1)、(2)联立求解，得：F1=-8522.45KN(拉),F2=30381.46KN(压)。因此，两临时支座处一边受拉一边受压，即图中左侧临时支座钢筋受拉，右侧临时支座受压。

　　根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》，Φ32精轧螺纹钢的计算强度fp=0.9*830 N/mm2=747 N/mm2。

　　Φ32螺纹钢单根截面面积为804.2 mm2，每侧临时支座的钢筋面积为2×12×804.2 mm2=19300.8 mm2

左侧临时支座处钢筋拉应力：

σ1=F1/A=8522.45×103/19300.8=441.56N/mm2 ＜fp=747 N/mm2

　　右侧临时支座处混凝土中心受压应力：

σ2=F2/A′=30381.46×103/(2×600×2000)=12.66N/mm2＜[σc] = 13.4 N/mm2

　　3.稳定系数

　　不平衡弯矩：M=F1×2×1.15=8522.45×2×1.15=19601.64KN·m

　　抗倾覆弯矩：M抗= fp ×2×1.15=747×10-3×19300.8×2×1.15=33160.70 KN·m

　　稳定系数：K= M抗/ M =33160.70/19601.64=1.69＞1.5

　　4.精扎螺纹钢筋锚固深度L的计算

　　该桥墩混凝土强度等级为C35，根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》，修正后螺纹钢筋与混凝土之间的粘结力容许值为：[c]=1.5×1.04=1.56 N/mm2。按1.5倍安全系数考虑。

　　[c]×∏d×L≥1.5×F1max/24

　　即：1.56×3.14×32×L≥1.5×8522.45×103/24

　　得：L≥3398mm

　　为保证安全，取精扎螺纹钢筋在桥墩内的锚固深度为3.5m，可满足要求。

　　四、结束语

　　通过本文的探讨，总结出墩梁临时固结的抗倾覆设计中应注意以下几点：1、一般不考虑永久支座参与工作。但实际中，永久支座不可能不受力，其受力有利于减轻临时支座的压力。2、最大倾覆弯矩是挂篮悬臂到最远节段时(连同新浇筑的混凝土)坠落，此时临时支座会有拉应力产生。3、对于曲线桥，还应考虑扭矩的影响。

铁路施工桥梁

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全部回复（1 ）

只看楼主我来说两句 抢板凳

一路留芳一路歌沙发

学习了，谢谢楼主分享

2015-07-20 08:16:20
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