山东某大桥连续梁挂篮施工抗风方案模板抗风强度计算.docx
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山东某大桥连续梁挂篮施工抗风方案模板抗风强度计算
目录
一、工程概况1
主要工程数量2
二、编制依据3
三、不平衡弯矩及竖向力计算3
1、工况分析3
2、13#块梁体施工期间荷载计算3
3、1#~12#节块施工荷载计算13
4、确定最大不平衡弯矩及最大竖向力14
四、挂蓝与梁锚固安全验算14
1、挂蓝施工荷载计算14
2、挂蓝后锚螺栓受力计算16
五、结束语16
挂蓝施工模板抗风强度计算
一、工程概况
新建xx铁路第二双线(xx)工程位于xx地区境内,经xx省xx市。
xx特大桥位于xx市境内,全桥中心里程为DK1290+845,全桥长19307.66m。
桥梁布孔时尽量兼顾了桥下诸多道路及渠网,采用简支梁及(32+48+32)m、(48+100+48)m连续梁通过。
孔跨式样为68-32+2-24+68-32+1-24+27-32+2-24+24-32+1-24+118-32+2-24+3-32+1联(32+48+32)m连续梁+3-32+2-24+7-32+1-24+6-32+1-24+33-32+3-24+2-32+2-24+38-32+3-24+54-32+2-24+34-32+3-24+2-32+2-24+7-32+1联(32+48+32)+32-32+2-24+11-32+3-24+1-32+1联(60+100+60)m连续梁+7-32+1-24+6-32预应力混凝土双线简支箱梁。
本桥位于直线及曲线上,曲线半径:
R=10000m、10000m、9005m、8000m,线路纵坡分别为11.5‰,1.0‰,3.0‰,-1.0‰、1.0‰、8.5‰、-19.0‰。
主要工程数量
主要工程数量表
序号
工程名称
单位
数量
备注
1
钻孔桩1m
m
225613
4570根
2
钻孔桩1.25m
m
21699
454根
3
钻孔桩1.5m
m
3110
62根
4
承台砼
m3
90113.1
5
承台钢筋
t
4797.011
6
墩身及墩帽砼
m3
80208.4
7
墩身钢筋
t
4993.022
8
32+48+32m连续梁
联
2
9
60+100+60m连续梁
联
1
桥位处红星西路现有路面宽43.5m,路面高程772.2m,xx8#墩顶设计高程为787.099m,xx8#墩顶设计高程为785.276m,墩顶至路面高差16m,支座高度0.6m。
上部结构为60+100+60m现浇预应力混凝土梁,箱梁顶宽12m。
xx特大桥(60+100+60)m箱梁悬臂施工需临时固结的有xxx号墩和xxx号墩,本文以xxx号墩顶临时固结设计为例对箱梁悬臂现浇墩顶临时固结设计进行说明,xxx号墩与xxx号墩临时锚固相同。
根据设计图纸,中支点处临时锚固最大不平衡弯矩W=65368KM-m,相应的竖向反力N=52033KN,通过计算验证设计值,若实际计算值大于设计值,按照计算值进行锚固计算。
(本方案梁段参数参照铁三院在京沪、xx等客运专线同跨度连续梁施工数据)
二、编制依据
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《桥梁工程师手册》(人民交通出版社,1995)
三、不平衡弯矩及竖向力计算
考虑风载、人机料荷载、挂蓝荷载、动力荷载以及梁体自重。
荷载布置如附图所示。
1、工况分析
本梁悬臂浇注分为13个节段,每一个节段为一个工况,共14个工况;每一个节段施工期间分为四个工况即:
①挂蓝行走就位;
②绑扎钢筋安装模板;
③浇注砼;
④砼养生张拉。
现场布置及荷载分布如附图1《梁面上施工布置示意图》和附图2《荷载布置示意图》所示。
建立如图所示的坐标系,建立平衡方程如下:
∑Mo=0……………………………………………………………………①
∑Y=0………………………………………………………………………②
Nb×Lo/2-Na×Lo/2-Mo=0………………………………………………③
Na+Nb-N=0………………………………………………………………④
Mo-不平衡弯矩为;
Na、Nb-支反力假定方向向上;
N-向下的竖向力。
2、13#块梁体施工期间荷载计算
13#块梁体施工期间,详细计算如下所示。
(1)作用在挂蓝上的施工荷载Fg
A施工人员及机具和小料重量FcKN/㎡
B砼振捣Fz=2KN/㎡
C砼泵送冲击力Fb=2KN/㎡
D梁体自重GKN
E集中荷载Fj=2.5KN
F模板自重Fg0=615KN
G吊装平台产生的荷载Fz=200KN
H动力荷载冲击系数
,Fd=(Fg0)×0.315=193.725KN
I风荷载Ff,横向不计,竖向计算如下所示。
KN/㎡
J养护荷载Fy=1KN/㎡
K冬施荷载Fd=1KN/㎡
(2)作用在梁体上的施工荷载
A施工人员及机具和小料重量Fc
D梁体自重,大理程侧G1,小里程侧G2。
I风荷载Ff,横向不计,竖向计算如下所示。
L存放钢筋荷载,存放4个节块钢筋并加工,计120t,偏载40t,对墩中心O点力臂3m。
13#块施工期间钢筋存放15t。
M挂蓝的荷载Fg,根据
(1)项计算。
(3)砼浇注期间荷载分配计算
综合
(1)和
(2)按照大理程和小里程两侧分别计算梁体13#节块施工期间承受荷载:
1施工荷载Fs=B+C+K
主要有:
2施工人员及机具和小料重量Fc
3箱梁自重G
4风荷载Ff
5模板自重Fg
6集中荷载Fj
7存放钢筋荷载Fcg=L
对墩柱中心O点取力矩,分别计算如下:
①施工人员及机具和小料重量Fc
考虑到施工期间两侧施工不平衡,调集人员设备抢一侧施工,大理程侧人料机荷载按Fc=6KN/m2计:
Fc1=6×12×49.0=3258KN,对O点力臂L1=24.5m。
小里程侧按4KN/m2计,Fc2=4×12×49.0=2352KN,对O点力臂L1‘=24.5m,不平衡荷载Fc1-Fc2=1176KN,对O点力臂24.5m。
2箱梁自重G
假定13#块施工期间两侧不同步,大理程侧比小里程侧砼浇注快,按照一半梁重算,即大理程侧G=23663.375KN,小里程侧G‘=22988.895KN,不平衡荷载G-G’=674.48KN,对O点力臂L2=47m。
③风载
风荷载按下式计算:
…………………………………………………………①
W――风荷载强度,Pa
W0――基本风压值,Pa
K1――风载体形系数,本工程K2=1.3
K2――风压高度变化系数,本工程K3=1.0
K3――地形、地理条件系数,本工程K3=1.3
K4――升力系数
………………………………………………………………②
查设计交底知哈密地区累年最大风速为v=26.0m/s(兰乌二线施桥(特)LXTJ-3-A-设计说明中主导风向NE、ENE)代入②①则有:
风载分配:
由风载引起的不稳定因素有:
顺桥向的升力Ff、横桥向的阻力Fh和扭矩Pm。
由于结构是对撑布置,且桥梁重量大,扭矩产生影响很小,故忽略不计。
横桥向阻力按100%分配,顺桥向风载按大理程侧100%分配,小里程侧50%分配。
取升力系数K4=0.5,大理程侧桥梁长L=49m,小里程侧梁长L=49m,桥梁宽B=12m,平均高H=6.35m,则:
大理程侧Ff1,小里程侧Ff2:
Ff1=Ws×L×B×K4=714.025×49×12×0.5÷1000=209.923KN
Ff2=Ws×L×B×K4=714.025×49×12×0.5×0.5÷1000=104.962KN
不平衡荷载Ff1-Ff2=209.9234KN,对O点取矩,Ff1力臂L3=24.5m,Ff2力臂L3‘=24.5m。
④模板自重
挂蓝自重615KN,内模80KN,支撑及连接件20KN,大理程侧Fg1=715KN,小里程侧Fg2=715KN,力臂L4=47m。
⑤施工荷载
考虑砼浇注施工不同步,大理程侧Fs1=5×12×4=240KN,对O点力臂L5=47m,小里程侧不计。
⑥集中荷载
大理程侧Fj1=2.5KN/m,小里程侧不计,对O点力臂L6=49m。
7存放钢筋荷载
大理程侧Fcg=850KN,小里程侧450KN,不平衡荷载400KN,对O点力臂L7=3m。
对于13#不平衡荷载按15t计。
计算不平衡弯矩荷载汇总:
砼浇注期间荷载计算汇总
项目
大理程侧
小里程侧
不平衡力
不平衡力臂
不平衡弯矩
荷载
力臂
荷载
力臂
KN
M
KN
m
KN
m
KN-m
①施工人员及机具和小料重量Fc
3528.000
24.500
2352.000
24.500
1176.000
24.500
28812.000
②箱梁自重Gi
23663.375
22988.895
674.480
47.000
31700.560
③风荷载Ff
209.923
24.500
50.307
24.500
104.962
24.500
2576.569
④模板自重Fg
715.000
47.000
715.000
47.000
0.000
47.000
0.000
⑤施工荷载Fs
240.000
47.000
0.000
0.000
240.000
47.000
11280.000
⑥集中荷载Fj
2.500
49.000
0.000
0.000
2.500
49.000
122.500
⑦存放钢筋荷载Fcg
150.000
0.000
150.000
3.000
450.000
合计
54615.428
242.000
74963.63
(4)砼养护张拉期间荷载分配计算
荷载主要有:
1施工人员及机具和小料重量Fc
2箱梁自重G
3风荷载Ff
4模板自重Fg
5施工荷载Fs=K+J
6集中荷载Fj
7存放钢筋荷载Fcg。
对墩柱中心O点取力矩,分别计算如下:
①施工人员及机具和小料重量Fc
考虑到施工期间两侧施工不平衡,调集人员设备抢一侧施工,大理程侧人料机荷载按Fc=6KN/m2计:
Fc1=6×12×49.0=3258KN,对O点力臂L1=24.5m,小里程侧按4KN/m2计,Fc2=4×12×49.0=2352KN,对O点力臂L1‘=24.5m,不平衡荷载Fc1-Fc2=1176KN,对O点力臂24.5m。
3箱梁自重G
大理程侧G=23663.375KN,小里程侧G‘=23663.375KN,不平衡荷载0。
③风载
风荷载按下式计算:
…………………………………………………………①
W――风荷载强度,Pa
W0――基本风压值,Pa
K1――风载体形系数,本工程K2=1.3
K2――风压高度变化系数,本工程K3=1.0
K3――地形、地理条件系数,本工程K3=1.3
K4――升力系数
………………………………………………………………②
查设计交底知哈密地区累年最大风速为v=26.0m/s(兰乌二线施桥(特)LXTJ-3-A-设计说明中主导风向NE、ENE)代入②①则有:
风载分配:
由风载引起的不稳定因素有:
顺桥向的升力Ff、横桥向的阻力Fh和扭矩Pm。
由于结构是对撑布置,且桥梁重量大,扭矩产生影响很小,故忽略不计。
横桥向阻力按100%分配,顺桥向风载按大理程侧100%分配,小里程侧50%分配。
取升力系数K4=0.5,大理程侧桥梁长L=49m,小里程侧梁长L=49m,桥梁宽B=12m,平均高H=6.35m,则:
大理程侧Ff1,小里程侧Ff2:
Ff1=Ws×L×B×K4=712.025×49×12×0.5÷1000=209.923KN
Ff2=Ws×L×B×K4=714.025×49×12×0.5×0.5÷1000=104.962KN
不平衡荷载Ff1-Ff2=50.307KN,对O点取矩,Ff1力臂L3=24.5m,Ff2力臂L3=24.5m。
横向阻力:
Fh=Ws×L×H=342.225×(49+49)×(7.85+4.85)×0.5÷1000=212.967KN,力臂Lh=6.35m
④模板自重
挂蓝自重615KN,内模80KN,支撑及连接件20KN,大理程侧Fg1=715KN,小里程侧Fg2=715KN,力臂L4=47m。
⑤施工荷载
考虑砼浇注施工不同步,大理程侧Fs1=2×12×4=96KN,对O点力臂47m,小里程侧不计。
⑥集中荷载
大理程侧Fj1=2.5KN/m,小里程侧不计,对O点力臂L6=47m。
⑦大理程侧Fcg=850KN,小里程侧450KN,不平衡荷载400KN,对O点力臂L7=3m。
对于13#不平衡荷载按15t计。
计算不平衡弯矩荷载汇总:
砼养生张拉期间荷载计算汇总
项目
大理程侧
小里程侧
不平衡力
不平衡力臂
不平衡弯矩
荷载
力臂
荷载
力臂
KN
m
KN
m
KN
m
KN-m
①施工人员及机具和小料重量Fc
3528.000
24.500
2352.000
24.500
1176.000
24.500
28812.000
②箱梁自重Gi
23663.375
23663.375
0.000
47.000
0.000
③风荷载Ff
209.923
24.500
50.307
24.500
104.962
24.500
1232.523
④模板自重Fg
715.000
47.000
715.000
47.000
0.000
47.000
0.000
⑤施工荷载Fs
96.000
47.000
0.000
0.000
96.000
47.000
4512.000
⑥集中荷载Fj
2.500
49.000
0.000
0.000
2.500
49.000
122.500
⑦存放钢筋荷载Fcg
150.000
0.000
150.000
3.000
450.000
合计
55145.48
242.000
36468.069
(5)绑扎钢筋安装模板期间荷载分配计算
荷载主要有:
1施工人员及机具和小料重量Fc
2箱梁自重G
3风荷载Ff
4模板自重Fg
5施工荷载Fs=J
6集中荷载Fj=E+G
7存放钢筋荷载Fcg。
对墩柱中心O点取力矩,分别计算如下:
考虑到施工期间两侧施工不平衡,调集人员设备抢一侧施工,大理程侧人料机荷载按Fc=6KN/m2计:
Fc1=6×12×49.0=3258KN,小里程侧按4KN/m2计,Fc2=4×12×49.0=2352KN,不平衡荷载Fc1-Fc2=1176KN,对O点力臂L1=24.5m。
4箱梁自重G
大理程侧钢筋绑扎完G=23663.375-1348.96×0.8=22584.207KN,小里程侧没有绑扎钢筋G‘=22314.415KN,不平衡荷载G-G’=269.792KN,对O点力臂L2=47m。
③风载
风荷载按下式计算:
…………………………………………………………①
W――风荷载强度,Pa
W0――基本风压值,Pa
K1――风载体形系数,本工程K2=1.3
K2――风压高度变化系数,本工程K3=1.0
K3――地形、地理条件系数,本工程K3=1.3
K4――升力系数
………………………………………………………………②
查设计交底知哈密地区累年最大风速为v=26.0m/s(兰乌二线施桥(特)LXTJ-3-A-设计说明中主导风向NE、ENE)代入②①则有:
风载分配:
由风载引起的不稳定因素有:
顺桥向的升力Ff、横桥向的阻力Fh和扭矩Pm。
由于结构是对撑布置,且桥梁重量大,扭矩产生影响很小,故忽略不计。
横桥向阻力按100%分配,顺桥向风载按大理程侧100%分配,小里程侧50%分配。
取升力系数K4=0.5,大理程侧桥梁长L=49m,小里程侧梁长L=49m,桥梁宽B=12m,平均高H=6.35m,则:
大理程侧Ff1,小里程侧Ff2:
Ff1=Ws×L×B×K4=342.225×49×12×0.5÷1000=100.614KN
Ff2=Ws×L×B×K4=342.225×49×12×0.5×0.5÷1000=50.307KN
不平衡荷载Ff1-Ff2=50.307KN,对O点取矩,Ff1力臂L3=24.5m,Ff2力臂L3‘=24.5m。
横向阻力:
Fh=Ws×L×H=342.225×(49+49)×(7.85+4.85)×0.5÷1000=212.967KN,力臂Lh=6.35m
④模板自重
挂蓝自重615KN,内模80KN,支撑及连接件20KN,大理程侧Fg1=715KN,小里程侧Fg2=715KN,力臂L4=47m。
⑤施工荷载
考虑砼浇注施工不同步,大理程侧Fs1=1×12×4=96KN,对O点力臂47m,小里程侧不计。
⑥集中荷载
大理程侧Fj1=202.5KN/m,小里程侧不计,对O点力臂L6=47m。
⑦大理程侧Fcg=850KN,小里程侧450KN,不平衡荷载400KN,对O点力臂L7=3m。
对于13#不平衡荷载按15t计。
计算不平衡弯矩荷载汇总:
绑扎钢筋安装模板期间荷载计算汇总
项目
大理程侧
小里程侧
不平衡力
不平衡力臂
不平衡弯矩
荷载
力臂
荷载
力臂
KN
m
KN
m
KN
m
KN-m
①施工人员及机具和小料重量Fc
3528.000
24.500
2352.000
24.500
1176.000
24.500
28812.000
②箱梁自重Gi
22584.207
22314.415
269.792
47.000
12680.224
③风荷载Ff
209.923
24.500
50.307
24.500
104.962
24.500
2571.569
④模板自重Fg
715.000
47.000
715.000
47.000
0.000
47.000
0.000
⑤施工荷载Fs
48.000
47.000
0.000
0.000
48.000
47.000
2256.000
⑥集中荷载Fj
202.500
49.000
0.000
0.000
202.500
49.000
9922.500
⑦存放钢筋荷载Fcg
150.000
0.000
150.000
3.000
450.000
合计
52869.352
242.000
56692.293
(6)挂蓝行走期间荷载分配计算
大理程侧行走到位,小里程侧没有移动,荷载主要有:
1施工人员及机具和小料重量Fc
2箱梁自重G
3风荷载Ff
4模板自重Fg
5集中荷载Fj=E
6动力荷载Fd=H
7存放钢筋荷载Fcg。
对墩柱中心O点取力矩,分别计算如下:
①施工人员及机具和小料重量Fc
考虑到施工期间两侧施工不平衡,调集人员设备抢一侧施工,大理程侧人料机荷载按Fc=6KN/m2计:
Fc1=6×12×49.0=3258KN,对O点力臂L1=49÷2=24.5m,小里程侧按4KN/m2计,Fc2=4×12×45.0=2160KN,对O点力臂L1‘=22.5m。
②箱梁自重G
大理程侧钢筋绑扎完G=22314.415KN,对O点力臂L2=22.5m,小里程侧没有绑扎钢筋G‘=22314.415KN,对O点力臂L2’=22.5m。
③风载
风荷载按下式计算:
…………………………………………………………①
W――风荷载强度,Pa
W0――基本风压值,Pa
K1――风载体形系数,本工程K2=1.3
K2――风压高度变化系数,本工程K3=1.0
K3――地形、地理条件系数,本工程K3=1.3
K4――升力系数
………………………………………………………………②
查设计交底知哈密地区累年最大风速为v=26.0m/s(兰乌二线施桥(特)LXTJ-3-A-设计说明中主导风向NE、ENE)代入②①则有:
风载分配:
由风载引起的不稳定因素有:
顺桥向的升力Ff、横桥向的阻力Fh和扭矩Pm。
由于结构是对撑布置,且桥梁重量大,扭矩产生影响很小,故忽略不计。
横桥向阻力按100%分配,顺桥向风载按大理程侧100%分配,小里程侧50%分配。
取升力系数K4=0.5,大理程侧桥梁长L=49m,小里程侧梁长L=49m,桥梁宽B=12m,平均高H=6.35m,则:
大理程侧Ff1,小里程侧Ff2:
Ff1=Ws×L×B×K4=342.225×49×12×0.5÷1000=100.614KN
Ff2=Ws×L×B×K4=342.225×45×12×0.5×0.5÷1000=46.200KN
对O点取矩,Ff1力臂L3=24.5m,Ff2力臂L3‘=22.5m
横向阻力:
Fh=Ws×L×H=342.225×(49+49)×(7.85+4.85)×0.5÷1000=212.967KN,力臂Lh=6.35m
④模板自重
挂蓝自重615KN,内模80KN,支撑及连接件20KN,大理程侧Fg1=715KN,力臂L4=47m,小里程侧Fg2=715KN,力臂L4‘=43m。
⑤集中荷载
大理程侧Fj1=2.5KN/m,力臂L5=49m,小里程侧不计。
6动力荷载Fd=H,Fd=193.725KN,力臂L6=47m。
⑦大理程侧Fcg=850KN,小里程侧450KN,不平衡荷载400KN,对O点力臂L7=3m。
对于13#不平衡荷载按15t计。
计算不平衡弯矩荷载汇总:
挂蓝行走期间荷载计算汇总
项目
大理程侧
小里程侧
不平衡力
不平衡力臂
不平衡弯矩
荷载
力臂
荷载
力臂
KN
m
KN
m
KN
m
KN-m
①施工人员及机具和小料重量Fc
3528.000
24.500
2160.000
22.500
1368.000
24.500
37836.000
②箱梁自重Gi
22314.415
22.500
22314.415
22.500
0.000
47.000
0.000
③风荷载Ff
209.923
24.500
46.200
22.500
104.962
24.500
2571.569
④模板自重Fg
715.000
47.000
715.000
43.000
0.000
47.000
2860.000
⑤动力荷载Fd
193.725
47
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