48 60 48临时支座方案.docx
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486048临时支座方案
兰渝铁路LYS-12标
嘉陵江特大桥
60米连续刚构临时支座施工方案
编制：
审核：
审批：
中交一公局兰渝铁路LYS-12标段经理部
二0一一年七月
临时固结及临时支座方案
第一节临时固结
一、支座垫石
垫石混凝土设计强度标准值为C50，严格控制顶面标高，标高误差范围：
0～-5mm，按设计要求预留好支座锚栓孔。
按《客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准》铁建设［2005］160，《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》［2005］160要求进行钢筋与混凝土施工，侧模采用定型钢模，混凝土施工时采用干硬性混凝土，插入式振捣器振捣，保证振捣时间为30s，严格禁止漏振与过振，保证垫石混凝土内实外光，棱角分明。
二、临时固结措施
根据《兰渝铁路施工图-有砟轨道单线预应力混凝土连续梁-跨度：
48.05+3*60+48.05m》图纸，临时固结措施应能承受中支点处最大竖力及相应的不平衡弯矩设置临时固结，临时固结措施为在墩顶临时锚固，并设置临时支座。
1、临时锚固
临时锚固为在墩身及0＃段梁体内埋设直径为32mm的精轧螺纹钢筋，在墩顶临时支座处靠近顺桥向墩身外侧设两排，每个临时支座里预埋16根精轧螺纹钢。
图1临时支座示意图（单位：
cm）
临时支座截面图如图1所示，长220cm，宽180cm，浇注C40混凝土，每个临时支座内使用由φ32精轧螺纹钢螺纹钢16束，锚入桥墩，承受拉力。
每个桥墩上布置4个临时支座。
连续梁主墩墩身模板支立完成后，选用4.5mφ32精轧螺纹钢，在图示位置将螺纹钢固定在墩身钢筋上螺纹钢筋埋入墩身长度为2.4m（可按75d锚固长度计算，即2.4米），在精轧螺纹钢筋底部设锚固钢板，钢板下设大螺帽，将钢板固定在螺纹钢筋上。
开始绑扎0＃段钢筋前，在底模板相应位置钻孔，将螺纹钢筋穿过底模板。
然后开始绑扎0＃段钢筋，钢筋安装施工完成后将螺纹钢筋牢固的绑扎在梁体钢筋上，在螺纹钢筋顶部安装锚固钢板。
连续梁施工完成后，用手持式角磨机将螺纹钢切断，实现体系转换。
临时锚固计算：
假定连续梁在施工过程中出现最不利偏载，即偏载重量为7＃段的全部重量，此时结构向一侧倾斜，绕临时支墩旋转，产生倾覆力矩。
M倾覆力矩＝96.5t×25.3m=2441.45t·m=24414.5KN·m，此力矩完全由墩顶临时锚固的精轧螺纹钢筋以临时支墩为支点平衡。
墩顶共设64根φ32螺纹钢筋，型号为HRB335，各螺纹钢筋合力点为墩中心线，临时支墩中心间距为4.9m，插入现场实际图纸设锚固反力为F，可列出如下弯矩平衡方程：
F×4.9＝24414.5KN·m，解出F＝4982.55KN
一侧共有32根螺纹钢筋，单根受力为4982.55/32=155.70KN，A＝Л×322/4＝804mm2，HRB335螺纹钢筋屈服强度为335Mpa，单根螺纹可承受的最大外力为：
335Mpa×A单根精轧螺纹截面＝269.34KN，安全系数η＝269.34KN/155.70KN＝1.73，临时锚固螺纹钢筋强度合格，通过以上计算可得出结论为：
此连续梁临时固结措施可以使用。
2、临时支座
2.1.砂箱临时支座设计方案
考虑到施工过程中，临时支座需承受大量的各类荷载,要求临时支座支撑体应具有强度高、耐抗滑、易清除等特点。
为拆除临时支座方便性而采用硫磺砂浆。
在墩顶垫石顺桥向两侧设置临时支座，尺寸为2.2×1.8m，高71cm，底层30cmC40混凝土，中间浇筑8cm硫磺砂浆，顶层再浇筑33cmC40混凝土。
连续梁整体张拉完成后，将临时支座破坏，连续梁荷载由临时支座过渡到永久支座，实现体系转换。
硫磺砂浆的具体使用方法见“硫磺砂浆使用方案”。
2.2临时固结内力分析
2.2.1计算步骤
计算中不考虑永久支座的承压能力，计算主要步骤如下：
（1）计算临时支座的容许拉压力。
（2）计算单种荷载情况下临时支座所承受的力。
悬臂施工情况下，临时支座承受的主要荷载种类如下：
梁体自重，施工机具荷载，挂篮荷载，不平衡浇筑荷载，风荷载等。
（3）利用线性叠加原理，考虑多种施工模式在多种荷载同时作用下的临时支座承受的力，对支座进行检算。
2.2.2力学模式
考虑到最大悬臂阶段临时支座受力最为不利，本方案对最大悬臂状态下的多种对称与不对称受载图式展开力学分析与检算。
力学图式为两排支承下的双悬臂结构。
2.2.3各种荷载下力的计算
荷载的确定按照合理、不利的原则确定，其中人为能调控的按合理原则取用，认为不能调控的基本上按不利原则考虑，主要荷载如下：
⑴.梁体自重
按施工图，各混凝土节段体积如表1：
表1各节段体积表（m3）
节段号
0#
1#
2#
3#
4#
5#
体积/m3
236.6
42.9
39.2
34.2
32.5
35.1
节段号
6#
7#
8#
体积/m3
34.5
35.3
17.6
考虑分布钢筋对混凝土重量的影响，取混凝土容重为26.5kN/m3，则悬臂浇筑至第6节段时，混凝土自重为：
（（42.9+39.2+34.2+32.5+35.1+34.5+35.3）×2+236.6）×26.5=19716
A0-A7自重引起的每个临时支座压力为19716/4＝4929kN
A8号混凝土自重为：
26.5×17.6＝466.4kN
⑵.不对称施工机具荷载
由《公路桥涵施工技术规范实施手册》P422，附录D普通施工机具荷载计算，第3条：
施工人员和施工材料、机具行走运输或堆放荷载标准值：
计算支架立柱及支承拱架的其他结构构件时，均布荷载可取1.0KPa。
桥宽8.9m，则均布荷载按8.9kN/m计算。
按最不利考虑，将此荷载作用于半边最大悬臂状态的桥面上，如图2。
图2不平衡施工机具荷载示意图
根据力平衡得：
1/2×8.9×【（60-2）/2】²-1.60F拉-1.60F压=0
8.9×（60-2）/2+F拉=F压
临时支座中心线与0#中心线距离为1.60m。
此荷载下，受拉侧每个临时支座承受的荷载
＝-1040.47/2＝-520.23kN，受压侧每个临时支座承受的荷载
＝1298.57/2＝649.285kN
⑶.挂篮荷载
①.挂篮对称时
一个挂篮自重为35t，若两边挂篮位置完全对称，则每个支座产生的压力为35×10/2＝175kN。
②.挂篮不对称时
假设一边挂篮移到位，而另一边挂篮未移动，由此产生一个不平衡挂篮荷载。
按最大悬臂状态下两边挂篮误差一个阶段考虑。
根据力平衡得：
350×（29-25）-1.60F拉-1.60F压=0
350×2+F拉=F压
此荷载下，受拉侧每个临时支座承受的荷载
＝-87.5/2＝-43.75kN
受压侧每个临时支座承受的荷载
＝743.75/2＝371.875kN
⑷.不平衡浇筑荷载
按照对称悬臂施工的概念，要求进行对称悬臂浇筑，实际施工中往往难做到精确对称，本报告按不对称浇注A7（全重）进行计算。
根据力平衡得：
917.8×27-1.6F拉-1.6F压=0
917.8+F拉=F压
此荷载下，受拉侧每个临时支座承受的荷载
＝-7571.85/2＝-3785.925kN
受压侧每个临时支座承受的荷载
＝8576.39/2＝4288.195kN
⑸.风荷载
①.横桥向风压
按照《铁路桥涵设计基本规范》P27，作用于桥梁上的风荷载强度按下式计算：
式中，W——风荷载强度（Pa）
——基本风压值（Pa），查《铁路桥涵设计基本规范》附录D“全国基本风压分布图”得：
＝500Pa。
或通过实地调查核实后采用；
——风载体形系数，取1.4；
——风压高度变化系数，取1.3；（轨底标高313.179，水面标高269.0）.
——地形、地理条件系数，取1.15。
（1.15~1.3）
=1.4×1.3×1.15×500=1046.5Pa
②.横桥向风荷载
按最不利考虑，将横桥向风荷载作用于整个悬臂结构迎风面上，横桥向风荷载为风荷载强度与迎风面积之积：
F=W×A=1046.5×213.99/1000=223.94KN
式中，A--迎风面积。
风荷载作用于迎风面积的形心上，形心距离支座高度为3.85m，因此风荷载产生的横向弯矩为：
Mx=F×3.85＝862.169kN.m
共两排临时支座，每排有两个支座，两支座横向中心间距为3.6m，得到受拉侧每个临时支座承受的总荷载P＝Mx/2/3.6＝119.75kN，受压侧每个临时支座承受的总荷载P＝－Mx/2/3.6＝－119.75kN。
③.竖向风荷载
由横桥向风荷载产生的竖向风力，按英国BS5400规范取升力系数为0.4。
计算升力时，假设升力作用在半边悬臂上，计算升力的面积
A底=8.9×27=240.3㎡
升力
N=A底×W×0.4/1000=-240.3×1046.5×0.4/1000=-100.59
纵桥向弯矩
Mz=A底×W×0.4×L/2/1000=240.3×1046.5×0.4/1000×27/2=1357.96KN.m
由升力引起的单个支座力分别为
1357.96/1.60×2×2=212.18
-1357.96/1.60×2×2=-212.18
2.2.4.临时固结支座结构检算
⑴.临时支座抗压能力计算
临时支座抗压能力由C40混凝土承担，抗拉能力由精轧螺纹钢筋承担。
计算中，承压检算不考虑精轧螺纹钢；承拉检算不考虑混凝土，仅考虑精轧螺纹钢的承拉能力计算。
C40混凝土中心受拉容许应力为13.4MPa，抗压极限强度为33.5MPa。
1.抗拉容许值计算
[P]=[σ]Ac=13.4Mpa×2200mm×1800mm/1000=KN
2.抗压强度极限值计算
Pu=fcAc=33.5Mpa×2200mm×1800mm/1000=KN
⑵.临时支座抗拉能力计算
1.抗拉容许值计算
螺纹钢筋的应力标准值为335MPa，容许应力为0.7×335MPa＝234.5MPa。
单个临时支座容许拉力为：
[Pt]=[σt]A=-234.5Mpa×16×804mm2/1000=-3016.6KN
2.抗拉强度标准值计算
Pt=ftA=-335MPa×16×804mm²/1000=-4309.4KN
2.3悬臂施工模式及其荷载
按照不利情况，考虑了如下3类悬臂施工模式进行分析计算：
模式1：
对称施工工况，荷载组合为：
A0-A7自重+不对称施工机具荷载+对称挂篮+对称浇筑+不利风荷载。
荷载组合中考虑的施工机具荷载和风荷载的不对称作用。
模式2：
挂蓝移动工况，荷载组合为：
A0-A7自重+不对称施工机具荷载+不对称挂篮+不利风荷载。
在考虑施工机具荷载和风荷载的不对称作用的同时，不同步移动挂篮。
模式3：
最不利工况：
不对称浇注A7，荷载组合为：
A0-A7自重+不对称施工机具荷载+不对称挂篮+不平衡浇筑荷载+不利风荷载。
在考虑施工机具荷载、风荷载和挂蓝的不对称作用的同时，不同步浇筑A7节段。
对应的最不利荷载组合值列于表4。
其中，不平衡浇筑荷载与不平衡挂篮荷载不会同时产生；对称挂篮荷载与不对称挂篮荷载不会同时产生。
表4支座检算表（单位：
kN）
序号
荷载
左支座
右支座
模式1
模式2
模式3
1
梁体自重
A0-A9
4929
4929
1
1
1
2
不对称施工机具荷载
-520.23
649.29
1
1
1
3
挂篮荷载
对称
175
175
1
不对称
-43.75
371.875
1
1
4
不平衡浇筑荷载
-3785.93
4288.20
1
5
风荷载
横向风荷载
背风面
119.75
119.75
1
1
1
迎风面
-119.75
-119.75
升力
-212.18
212.18
1
1
1
合计
最大
6085.22
6282.09
10570.295
最小
4251.84
4033.09
247.16
容许抗压值
36180
容许抗拉值
-3016.6
注：
“1”表示此项参与组合。
2.4结论
上述三中悬臂施工模式（模式1：
对称施工工况，模式2：
不对称移动挂篮施工工况，模式3：
不对称悬浇A7节段工况）下，临时固结支座均能满足抗拉、抗压、抗倾覆要求，结构是安全的。
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