安徽大桥工程连续梁合拢段固结计算书

XX至XX段XX特大桥工程（40+64+40）m连续梁合拢段固结计算书计算：复核：项目负责：审核：年月一、概述XX特大桥为40+64+40米连续梁，采用挂篮施工，合拢段长2.0米，通过劲性骨架、张拉临时合拢钢束克服温差效应（升、降温）产生的水平力，保证合拢段砼在强度增长过程中不会被破坏。合拢段劲性骨架主要由主型钢支撑2I56a和梁体预埋件组成。主型钢支撑通过锚固钢板焊接在梁体预埋件上。合龙时产生的力通过梁体预埋件与锚固钢板间的焊缝传给主型钢骨架，然后推动整个梁体自由移动，合龙段新浇注的混凝土不参与受力，由于边跨直线段较短，支架产生的水平摩阻力较小，所以计算控制为跨中合拢段施工工况。二、合龙段支撑布置合龙段分边跨合龙段和中跨合龙段两种类型，它们采用相同的临时锁定钢固接方案，见下图。即：分别在箱梁顶板和箱室底板上面焊接两组I56a工钢，每组I56a槽字钢由两个I56a的工钢对扣焊接成整体，并焊接于预埋件与混凝土连接成整体，达到合龙段锁定的目的，钢支撑布置如下图所示。三、合拢劲性骨架的荷载1、合拢后温升或温降产生的水平摩擦力。2、临时合拢钢束预张拉力。3、合拢段砼浇筑结构下挠所产生的轴力。四、合拢后温升或温降产生的摩擦力计算计算因温升或温降产生的摩擦力需分边跨合龙段和中跨合龙段两种情况1、边跨合龙时，主墩为固定墩，主墩上梁体随气温升高或降低将导致梁体的伸长和缩短，并使梁体沿纵向产生微小移动，通过合龙段钢支撑带动边跨直线段移动，支线段一部分作用于支架，边墩墩顶处作用于支座，支架变形产生的水平力及墩顶支座处产生的纵向摩擦力即为钢支撑的受力。主墩箱梁升降温按20°计算，采用midas软件计算，箱梁变形计算结构如下所示：由计算知，箱梁最大悬臂段纵向最大变形为6mm，变形即为边跨直线段位移，将位移值作用在边跨直线段支架与墩身上，即可计算出水平反力即为内支撑的受力。计算采用两种假定工况：水平力取小值。直线段与支架底模和墩顶底模之间摩阻力较大，底模与砼箱梁底面之间相对不动，温差效应产生的水平力使高墩墩身变形。直线段与支架底模和墩顶底模之间摩阻力较小，温差效应产生的水平力使底模与砼箱梁底面之间滑动。假定工况1，计算的边跨支线段纵移时变形产生的水平力为F1=118.5KN。假定工况2，边墩墩顶处作用在墩顶上的荷载按分布可计算得为3078.3KN，桥上机械荷载、人群荷载、可按300KN考虑，并考虑1.1超载系数，墩顶处总荷载为：G=1.1×（3078.3+300）=3716kN，由于墩顶处为方木抄垫，摩擦系数按f=0.5考虑，则因温升或温降产生的水平摩擦力为：F1=0.5×3716=1858kN。由此得到，边跨合龙段钢支撑受轴力为F=118.5KN2、中跨合龙段混凝土浇注时边跨已完成合龙，支线段及墩顶支架已拆除，中跨合龙段钢支撑焊接后混凝土浇注时全桥即形成完整的连续梁，气温升高或降低将导致梁体的伸长和缩短，并使梁体沿纵向产生微小移动，由此产生纵向摩擦力，中跨合龙段锁定工钢需要能完全承受该摩擦力。下图为左半桥纵断面节段图。将跨中一侧所有梁段重量累加可得到半桥总自重为：W=34162kN，为偏于安全计，桥上机械荷载、人群荷载、挂蓝荷载可按3000KN考虑，并考虑1.1超载系数，则半桥总荷载为：G=1.1×（34162+3000）=40878kN摩擦系数按f=0.06考虑，则因温升或温降产生的水平摩擦力为：F=0.06×40878=2453kN。四、合龙段混凝土浇注过程中锁定工钢计算中跨合龙段工钢锁定后，工钢将与左右半跨梁桥连接成整体，形成组合连续梁桥，并将共同承受中跨合龙段混凝土重量产生的内力。合龙段自重为W=574KN，为安全计，考虑超载系数1.5，则：自重荷载为：G=1.5×574=861kN，荷载作用于箱梁最大悬臂段处，每侧431KN锁定工钢后计算模型及所受外载如下：计算结果如下：可见：跨中合龙段混凝土浇注完后，单组锁定工钢将产生最大899KN的轴力，对应的最大正应力33.3Mpa。五、锁定工钢的强度计算1、2I56a热扎锁定工钢的截面特性：截面面积：A=27000mm2惯性矩I=1312000000mm4截面模量W=4685714mm3回转半径i=220.44mm2、锁定工钢受温度变化伸缩产生的轴力为：N1＝2453KN，3、合龙段混凝土浇注时产生的轴力N2=899KN。4、中跨临时合拢预应力3000KN。锁定工钢2I56a单组最大荷载值为Nmax=N1+N2=2453/4+899+3000/4=2262.25KN,长度取2.5m计,λ=l/i=2.5/0.1396=11.34，=0.99故有<170Mpa满足要求；六、牛腿与2I56a间钢板的焊缝检算锚固钢板焊缝高度为10mm，焊缝长度400mm，焊缝计算长度L=200mm-hf=180mm。单个主型钢端头共8个连接钢板，16条焊缝。单组N=2262.25KN。<=160Mpa七、牛腿计算牛腿锚固钢板焊缝高度为10mm，焊缝长度为700mm，焊缝计算长度L=700mm-hf=690mm。。单个主型钢端头共5个锚固钢板，10条焊缝。N=2262.25KN弯距M=0.28×2262.25KN=633.43KN.m单根焊缝W=0.7×10×690×690/6=555450mm3σf=<=160Mpaτf=<=160Mpa组合应力σ组合=<1.1=176Mpa八、预埋件计算埋件角钢型号为：∠75×10×75mm，共16根，单根角钢面积S=1412.6mm2,由以上可知，单个预埋件上水平力为2262.25KN。剪力Q=2262.25KN，弯距M=0.28×2262.25KN=633.43KN.m，受弯方向角钢形心线间距d1=28.4mm,d2=228.4mm,d3=471.6mmNmax=V=2262.25/16=141.