大连38+60+60+38连续梁悬臂T构固结设计方案.doc

大连市甘南路立交桥跨越铁路（38606038）m钢筋混凝土连续梁T构临时固结施工设计方案中铁九局集团有限公司：刘东跃1、 工程概况大连市甘南路立交桥及延伸工程，起点位于东联路桥下华东路与甘南路交叉处，终点与土革路相交，通过两条定向匝道与土羊高速拉树房收费站相连接。其中跨越既有哈尔滨大连铁路及建设中的哈大铁路客运专线桥跨结构为（38606038）m四跨悬臂浇筑预应力钢筋混凝土连续梁。本联连续梁起点为主16号桥墩（里程桩号为K0555），终点为主20号桥墩（里程桩号为K0751）。连续梁为双向六车道加宽段，桥梁分左右双幅箱梁，桥面全宽37.686m。半幅桥宽18.838m,悬浇施工宽度18.338m。箱梁截面采用单箱3室直腹形式，梁高变化按底部二次抛物线缩短，中支点梁高3.74m，跨中及边支点处梁高1.8m，边跨端部9m段为等量高。跨中腹板厚度0.6m，支点位置腹板厚度0.8m，腹板厚度按直线过渡。顶板厚度0.3m，底板厚度由0.80m0.30m按二次抛物线变化。16#19#主墩采用三根柱门架式盖梁构造。墩柱顺桥向尺寸为3.5m，横桥向尺寸为边墩2.5m、中墩2m；盖梁宽度3.7m、跨中附近高度2.9m、墩柱顶加高至3.3m。20#主墩采用圆形截面墩身，墩身直径为2.0m，顺桥向尺寸曲线加宽至3.0m形成墩帽。桥墩基础采用2.0m、2.5m钢筋混凝土钻孔灌注桩。16#19#桥墩为承台接2.0m群桩， 20主墩为2.5m单桩。连续梁均采用GTPZ（NS）型耐寒性盆式橡胶支座。17、18、19#墩为连续梁的悬臂浇筑主墩。墩顶O号块梁段支架浇筑长度9.5m，其余悬臂浇筑，每个单臂悬浇7个节段箱梁。悬浇梁段均处于直线段上。各悬臂浇筑梁段几何物理指标如下表：箱梁节段几何物理指标表梁段号012345678节段特性O块悬浇段悬浇段悬浇段悬浇段悬浇段悬浇段悬浇段合拢段长度(m)9.53.253.53.53.53.53.53.52.0重量（t）1286 231 222 219215206183187 102由于墩梁是铰接支座，为抵抗悬臂浇筑施工中的不平衡倾覆弯矩，需要对悬浇箱梁进行临时刚性固结。二、箱梁悬臂浇筑临时固结荷载本桥箱梁最大悬臂长度29m。施工单位造成T构倾覆的最不利因素是挂篮和最后悬臂节段坠落。T构临时固结按此最不利荷载设计。视永久支座不受力，按此最不利因素计算得出各中墩临时固结应能承受中支点处最大不平衡弯矩M79200KNm和相应竖向反力N40680KN。其中挂篮自重参照公路工程施工技术规范“挂篮质量与梁段混凝土的质量比值宜控制在0.30.5之间”的规定，按最大节段重50计入倾覆弯矩。按此不平衡荷载设计T构临时固结，能够满足施工单位的最大风险因素，同时也满足施工中最大不平衡荷载20吨的要求。3、 悬臂T构临时固结结构根据本工程墩梁设计结构特点，主16主19墩采用三根柱门式盖梁构造，墩柱截面较小，墩身不具备完全承担T构倾覆抗弯能力。考虑墩身抗弯安全，综合墩梁结构特点，施工临时固结方案采用体内体外相结合的临时固结结构形式。为减少体外支撑柱用钢量，拟采用内刚外柔的组合固结结构。既在墩顶上设置钢管混凝土支撑墩，在承台上设置钢管支撑柱。钢管混凝土支撑墩以受压为主，钢管支撑柱以受拉为主。1、体内固结结构在盖梁上对应箱梁腹板位置设置材质Q235直径600mm、壁厚10mm的C40钢管混凝土支撑墩。每个O号块合计布置8根支撑墩。体内支撑墩布置位置如图1所示。2、体外固结结构体外临时固结结构采用钢管支撑柱。根据盖梁与箱梁结构尺寸、相对位置，支撑柱下端置于承台上，上端支撑于箱梁底的腹板处。每个O块合计布置4根支撑柱。支撑柱布置结构如图2所示。体外临时固结支撑柱采用直径500mm、壁厚10mm的Q235钢管柱。考虑钢管支撑柱设计以承拉为主，支撑柱上下端均设置高强精轧螺纹钢锚固栓，以保证完整的抗倾覆锚固能力。4、 悬臂T构临时固结结构承载能力验算1、支撑墩和支撑柱的最大倾覆荷载根据悬臂T构体内固结布置图图1和体外固结支撑布置图图2所示尺寸，绘制出内刚外柔的组合固结结构体系受力分析图图3。图中LA355cm，LB150cm。由计算公式；求得：RA3600KN，RB44280KN。其中RA为拉力，RB为压力。2、 支撑墩与支撑柱强度验算取倾覆安全系数K1.3。、体内钢管混凝土支墩钢管混凝土支撑墩物理几何特征为：Q235直径600mm、壁厚10mm钢管，C40混凝土轴心抗压强度fc=27Mpa（施工临时结构），每根横截面积A2826cm2,钢管横截面积As188cm2，含钢量0.07，支撑高度h=76cm。长细比5，折减系数1。强度提高系数K11.51。根据钢管混凝土结构设计规范相关计算公式，求得每根支墩允许承压力为：14703KN。安全系数N（14）RB=14703/11070=1.33大于1.3，钢管混凝土支撑墩满足要求。、体外钢管支撑柱体外临时支撑柱采用直径500mm、壁厚10mmQ235钢管。钢管横截面积A157cm2。一侧体外钢管支撑柱的抗拉荷载为RA3600KN。每根支撑柱抗拉荷载为（12）RA1800KN。每根钢管支撑柱的最大抗拉能力F3297kN。安全系数F（12）RA329718001.83。结构满足要求。体外支撑柱以受拉为主，不验算抗压能力。、支撑柱上下端锚固能力每根钢管支撑柱上下端均设置采用20mm厚Q235钢板法兰盘、10mm厚加劲肋板，焊缝高度不小于20mm。每端锚固4根直径SL32mm的40Si2MnMOV高强度精轧粗钢筋，其抗拉强度标准值为fpk=930MPa。每根支撑柱每端抗拉力F12243kN，大于（12）RA1800KN，安全系数K1.25，结构安全满足要求。下端在路面以下均浇筑混凝土块，将下端法兰盘包裹，增加配重作用。上下端法兰盘焊缝强度检算满足要求，计算过程略。、支撑柱锚固螺栓锚固长度计算直径32mm、强度930Mpa精轧螺纹锚固栓，每根分担锚固荷载F450KN。钢筋的锚固La=fyd/ftLa受拉钢筋的锚固长度fpy精轧粗钢筋抗拉强度设计值ftk混凝土轴心抗拉强度标准值；d钢筋公称直径；精轧钢筋外形系数，按螺旋肋钢筋取0.13；La=fpyd/ ftk=0.139300.032/2.0=1.93m；光杆钢筋锚固长度193cm。带螺帽锚固长度不少于100cm。计算过程略。五、注意事项1、为提高箱梁的稳定性，在体外钢管支撑墩内锚固1根直径32mm、精轧螺纹锚固栓，上下端埋入盖梁和箱梁内不少于60cm。2、永久支座在出厂时上下坐板间安装了临时连接拉板，在现场安装前必须保持完好。若发现损坏或者调整预偏量应加固后再安装。3、本方案能够满足单端不对称悬浇的最大节段重量。为控制T构均匀沉降和施工安全，不平衡荷载不应超过一罐车8立方混凝土浇筑量。4、体外钢管支撑柱的接长要求顺直、上下同心、搭接或者拼接板厚度、焊缝高度均要满足钢管截面等强度要求；上下端法兰盘焊接要保证焊缝厚度和质量。5、体外钢管支撑柱上下精轧螺纹锚栓，要安装牢固、位置准确、带螺帽锚固长度不少于100cm。6、本方案按照最高墩身设计计算的。在实际施工中，现场技术人员要逐一研究每个O梁段墩身的具体高度，按实际进行T构支撑尺寸交底。7、为保护T构体外固结支撑柱的安全，应将支撑柱进行防撞保护，处理方法是用混凝土浇筑防撞挡块，挡块高出路面1.5m，