桥面运梁验算

国道112高速30合同桥面炮车运梁验算说明书一、工程概况本工程永定河泛区特大桥2，起讫桩号为K81+722.127(右K81+721.224)K83+890.65，全长2168.52m,共有桩基800根、承台158个、墩柱466根、肋板8块、盖梁台帽158片、25m预制小箱梁672片、40m预制小箱梁144片、现浇梁单幅6联22跨等。全桥混凝土总方量约为15万m，工程总造价2.479亿元。半幅桥布置6片箱梁，4片中梁，2片边梁。全幅总计布置12片。全桥梁体的分布情况如下：81-89号墩之间，为25m预应力混凝土小箱梁，总计96片。89-97号墩之间，为40m预应力混凝土小箱梁，总计72片。97-121号墩之间，为25m预应力混凝土小箱梁，总计288片。121-127号墩之间，为40m预应力混凝土小箱梁，总计72片。127-137号墩之间，为25m预应力混凝土小箱梁，总计120片。137-141号墩之间，为左右幅8跨总计2联普通混凝土现浇箱梁。141-145号墩之间，为斜交12525m预应力混凝土小箱梁，总计48片。145-148号墩之间，为左右幅6跨总计2联预应力混凝土现浇箱梁。148-152号墩之间，为左右幅8跨总计2联普通混凝土现浇箱梁。152-162号墩之间，为25m预应力混凝土小箱梁，总计120片。根据本工程的总体施工安排，大预制场垂直桥梁走向居中布置于121-122号墩40m小箱梁左幅，在桥梁主线左幅118-122之间，又增加布置10个25m小箱梁的预制台座，其中121-122号墩之间靠道路中线一侧布置2个，此处其他地方用作大预制场梁体周转的存梁场，剩下8个台座布置于118-121号墩之间。118-110号墩之间，作为梁体的存放场地。存梁场和小预制场共用2台沿桥梁走向布置的25m跨径净高21m额重100吨的门式起重机。同时110-108号墩之间左幅的12片25m预应力混凝土小箱梁，用此2台门式起重机直接安装，作为架桥机的拼装平台。然后用架桥机安装108-109号墩右幅。从107-108号墩开始，全幅往小桩号安装25m小箱梁。到96-97号墩之间40m小箱梁时，单幅往小桩号安装40m小箱梁。至88-89号墩之间，再全幅安装25m小箱梁。到起点墩位81号墩后调头架桥机，安装89-97号墩之间40m小箱梁。架桥机移动到109-110号墩,开始安装109-121号墩之间右幅的25m小箱梁及121-123号墩之间右幅的40m小箱梁。从123-124号墩之间，开始全幅安装40m小箱梁，一直到127号墩为止。从此以后，一直到162号墩全幅安装25m小箱梁。最后再调转架桥机到122-123号墩的左幅，安装此处6片40m小箱梁。对于110-122号墩之间作存梁区及小预制场的25m、40m小箱梁，全部采用2台跨径25m净高21m额重100吨的门式起重机进行安装。由此可以看出，在梁体安装的过程当中，共有如下六种工况需要进行承载验算。工况一：25m小箱梁上行走运移25m小箱梁的炮车；工况二：25m小箱梁上行走运移40m小箱梁的炮车；工况三：40m小箱梁上行走运移25m小箱梁的炮车；工况四：40m小箱梁上行走运移40m小箱梁的炮车；工况五：普通钢筋混凝土现浇箱梁上行走运移25m小箱梁的炮车；工况六：预应力混凝土现浇箱梁上行走运移25m小箱梁的炮车。二、各种参数的选取1、梁体荷载的选取根据设计图纸，考虑施工的实际情况，各种型号的梁体的自重统计如下表所示：型号规格砼方量（m）设计重量（kN）验算重量（kN）25m正交边跨中梁26.12 679.12 800.00 25m正交边跨边梁28.75 747.50 800.00 25m正交中跨中梁25.90 673.40 800.00 25m正交中跨边梁28.40 738.40 800.00 25m斜交边跨中梁26.12 679.12 800.00 25m斜交边跨边梁28.71 746.46 800.00 25m斜交中跨中梁25.90 673.40 800.00 25m斜交中跨边梁28.40 738.40 800.00 40m正交边跨中梁62.04 1613.04 1700.00 40m正交边跨边梁64.51 1677.26 1700.00 40m正交中跨中梁59.69 1551.94 1700.00 40m正交中跨边梁60.25 1566.50 1700.00 所以结合施工的实际情况，偏安全地将验算梁体荷载分别选取为：25m小箱梁为800kN，40m小箱梁为1700kN。2、承重梁计算跨径的选取已知运梁炮车在桥面上运移时，一般情况上桥面系还未全部施工，承重梁体与其他梁体之间简单地将纵向湿接缝钢筋及横隔板的主筋搭接。横向湿接缝处面板上的钢筋搭接后，再在其上铺设1.5cm厚的钢板。所以，此种情况下的承重梁体都可以偏安全地模拟成简支状态，边跨一端支撑在橡胶支座上，一端支撑在临时支座上；中跨两端全部支撑在临时支座上，得到各种规格承重梁体的计算跨径如下：型号规格计算跨径（m）型号规格计算跨径（m）25m正交边跨中梁24.1225m斜交中跨中梁24.0025m正交边跨边梁25m斜交中跨边梁25m正交中跨中梁24.0040m正交边跨中梁390425m正交中跨边梁40m正交边跨边梁25m斜交边跨中梁24.1240m正交中跨中梁390025m斜交边跨边梁40m正交中跨边梁3、运梁炮车的选取根据上述各梁体的自重情况，本工程选取额重1800kN的ZTQJ-DL-07-00炮车。动力支撑炮车自重为23.53kN，助力支撑炮车自重为20kN。纵向轮距分别为1.375m+2.695m，1.375m+1.755m，横向轮距都为2.0m，轮胎总宽为2.56m。整个炮车，动力支撑部分为3个轴，助力支撑部分为3个轴，总计6个轴，每轴4个轮胎，总计24个轮胎。三、桥面炮车运梁验算分析上述六种工况可以看出，为了减少验算的工作量，可以只验算最不利工况的工况二、工况四、工况五及工况六，具体的验算如下：1、工况二25m小箱梁上行走运移40m小箱梁时，最不利荷载的作用工况为行走至跨中的时候。根据炮车轮距可知，一台炮车行走在两片承重梁上的腹板内侧，如下图所示：则得到每轴单端轮胎对承重梁的作用力为：图1、工况二运梁示意图P=G/12+Qmax/6=1700/12+23.53/6=146kN式中：P轮胎对承重梁的作用力，kN；G梁体自重，此处为40m小箱梁的自重，kN；Qmax炮车最大支撑的重量，主要选动力支撑的重量，kN。轮胎的着地面积为：0.60.2。则得到轮胎对承重梁顶板的压应力为：146kN/（0.6m0.2m）=1.22Mpa。小于C50混凝土强度50Mpa。最不利荷载工况下跨中弯矩为：如图所示，得到最不利荷载的跨中弯矩为：2230.16kNm。而根据设计给出的25m中跨小箱梁的设计跨中弯矩为：2836kNm。能满足安全要求。考虑炮车碾压在承重梁体腹板的外侧，则需验算梁体的横向稳定性。已知临时支座距承重梁体的形心位置为0.25m，炮车单侧轮胎碾压位置的中心距临时支座的距离为0.451m。所以得到承重梁相对于临时支座的抵抗弯矩为：M=GL=8000.25=200 kNm。炮车单侧轮胎作用在承重梁上对临时支座的弯矩为：M=RL=14630.451=198 kNm。小于抵抗弯矩，再将桥面梁板的纵向湿接缝的钢筋及横隔板的主筋进行连接，总体稳定性更加安全可靠。2、工况四图2、工况四运梁示意图同工况二，得到40m承重梁上运移40m小箱梁时每轴单端轮胎对承重梁的作用力为：146kN（如图2所示）。轮胎对梁体顶板的压应力也同工况二。而最不利荷载的跨中弯矩如下图所示：如图所示，得到最不利荷载的跨中弯矩为：3957.33kNm。而根据设计给出的40m中跨小箱梁的设计跨中弯矩为：4721kNm。能满足安全要求。同工况二再验算梁体的横向稳定性。已知临时支座距承重梁体的形心位置为0.25m，炮车单侧轮胎碾压位置的中心距临时支座的距离为0.451m。所以得到承重梁相对于临时支座的抵抗弯矩为：M=GL=17000.25=425 kNm。炮车单侧轮胎作用在承重梁上对临时支座的弯矩为：M=RL=14630.451=198 kNm。小于抵抗弯矩，能满足安全要求。3、工况五工况五的最不利状态是当运移25m小箱梁的炮车作用在最大跨径普通现浇混凝土的跨中（如图3所示）。已知最大跨径为18.5+l(1/tan1-1/tan2)=18.5+10.625(1/tan60-1/tan70)=20.767m。每轴单端轮胎对承重梁的作用力为：P=G/12+Qmax/6=800/12+23.53/6=71kN式中：P轮胎对承重梁的作用力，kN；G梁体自重，此处为25m小箱梁的自重，kN；Qmax炮车最大支撑的重量，主要选动力支撑的重量，kN。轮胎的着地面积为：0.60.2。则得到轮胎对承重梁顶板的压应力为：71kN/（0.6m0.2m）=0.59Mpa。小于C50混凝土强度50Mpa。图3、工况五运梁示意图得到炮车单侧最不利荷载的跨中弯矩如下图所示：如图所示，得到最不利荷载的跨中弯矩为：958.402=1916.8kNm。而根据设计给出的跨径为18.5m的现浇箱梁的设计跨中弯矩为：3168kNm。能满足安全要求。因为此处运移梁都是单幅居中行驶，所以不需要验算抗倾覆的情况。4、工况六工况六的最不利荷载工作状态是当运梁炮车行驶到最大跨径预应力混凝土现浇段的跨中时（如图4所示）。已知最大跨径为58m。因此炮车的动力支撑及助力支撑全部作用到该跨径内。则对于动力支撑每轴单端轮胎对承重梁的作用力同工况五，对于助力支撑每轴单端轮胎对承重梁的作用力如下所示：P=G/12+Q/6=800/12+20/6=70kN式中：P轮胎对承重梁的作用力，kN；G梁体自重，此处为25m小箱梁的自重，kN；Q助力支撑的重量，kN。轮胎的着地面积为：0.60.2。则得到轮胎对承重梁顶板的压应力为：70kN/（0.6m0.2m）=0.58Mpa。小于C50混凝土强度50Mpa。图4、工况六运梁示意图得到炮车单侧最不利荷载的跨中弯矩如下图所示：如图所示，得到最不利荷载的跨中弯矩为：3660.672=7321.34kNm。而根据设计给出跨径为58m现浇箱梁的设计跨中弯矩为：10234kNm。能满足安全要求。因为此处运移梁都是单幅居中行驶，所以不需要验算抗倾覆的情况。四、结论