悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算
- 格式:doc
- 大小:240.50 KB
- 文档页数:7
高铁悬臂浇筑连续梁墩梁体内临时固结设计计算方法浅析摘要:连续梁悬臂法施工时,中墩墩梁临时固结是连续梁施工的关键工序和安全质量保障,而对于一线技术人员来说,墩梁临时固结设计计算往往没有明确的统一的标准,相关现行规范中也查不到具体的规定,狠是困扰。
本文通过工况分析,给出了相对明确的计算方法。
关键词:悬臂浇筑临时固结竖向荷载不平衡弯矩计算近年来,国内高速铁路建设势头强劲,迅猛发展,交通网络日益丰富复杂,公路、铁路、市政等在多处呈立体交叉。
立体跨越结构物时,悬臂浇筑连续梁往往是经常采用的结构形式。
因此,在桥隧比占比很高的高铁建设中,悬臂浇筑连续梁成了桥梁工程中重要组成部分。
连续梁悬臂法施工时,中墩墩梁临时固结是连续梁施工的关键工序和安全质量保障,而对于一线技术人员来说,墩梁临时固结设计计算往往没有明确的统一的标准可查;设计院给出的支座反力多为压应力,而临时固结图中却布置了大量三根一束的锚固钢筋,自相矛盾,且给0#块施工带来很大困难。
本文通过以中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁(悬臂浇筑施工)跨度:60+100+60m》(通桥(2015)2368A-V-1)为例进行工况分析,给出了相对明确的计算方法。
1.工程概况中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁(悬臂浇筑施工)跨度:60+100+60m》(通桥(2015)2368A-V-1)为时速350Km/h双线连续梁系列图纸,桥面宽度为12.6m,适用于桥面铺设CRTSⅠ型板式、Ⅰ型双块式、Ⅲ型板式无砟轨道。
梁全长221.5m,中支点截面中心线梁高7.835m,梁底下缘按二次抛物线变化,每个T构设13个悬浇节段,具体节段参数如下:2.按设计图纸说明计算2.1工况分析根据中国铁路总公司发布的《无砟轨道预应力混凝土连续梁(悬臂浇筑施工)》,图号:通桥(2015)2368A-V-1,不考虑一侧挂篮突然坠落的情况(施工时应加强挂篮锚固,杜绝该类事故发生),只考虑正常施工的情况,即以下两种工况。
悬臂梁计算公式一览表
以下是悬臂梁计算中常用的公式一览表:
1. 悬臂梁的弯矩公式:
弯矩(M) = (载荷(F) × 距离(L)) / (支点到载荷的距离)。
2. 悬臂梁的最大弯矩公式:
最大弯矩(Mmax) = (载荷(F) × 距离(L))。
3. 悬臂梁的挠度公式:
挠度(d) = (5 × 载荷(F) × 距离(L)^4) / (384 × 弹性
模量(E) × 惯性矩(I))。
4. 悬臂梁的最大挠度公式:
最大挠度(dmax) = (F × L^3) / (48 × E × I)。
5. 悬臂梁的剪力公式:
剪力(V) = 载荷(F)。
6. 悬臂梁的最大剪力公式:
最大剪力(Vmax) = 载荷(F)。
7. 悬臂梁的应力公式:
应力(σ) = (M × 距离到中性轴的距离(y)) / 惯性矩(I)。
8. 悬臂梁的最大应力公式:
最大应力(σmax)= (Mmax × y) / I.
9. 悬臂梁的挠度与载荷关系公式:
挠度(d) = (F × L^3) / (3 × E × I)。
10. 悬臂梁的自振频率公式:
自振频率(f) = (1 / (2π)) × √(弹性模量(E) / (质量(m) × 惯性矩(I))))。
这些公式可以用于计算悬臂梁在不同载荷和条件下的弯曲、挠度、剪力和应力等参数。
请注意,在实际应用中,还需要考虑材料的性质、几何形状和边界条件等因素,以获得更准确的计算结果。
一、本课题设计(研究)的目的:桥梁是一种功能性的结构物,从古至今,人类从未停止过对桥梁美学的追求,很多桥梁被建成为令人赏心悦目的艺术品,具有鲜明的时代特征,至今仍被人们所赞颂。
随着经济的迅猛发展,四通八达的交通网络变得越来越迫切。
这样各种跨河、跨峡谷、跨海峡以及城市立交桥亟待修建。
为了能够迅速地熟悉设计及施工的各项流程,快速地适应外部设计环境,需要我们具备较好的设计能力,同时在掌握前人技术的基础上,做到有所创新。
毕业设计就能够较好的达到这样的目的。
此外,通过设计,还能够提高我们的综合能力:1)培养分析和解决问题的独立工作能力;2)提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术及计算机辅助设计计算等基本技能,使学生了解生产设计的主要内容和要求;3)掌握大、中桥型的设计原则、设计方法和步骤;4)树立正确设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风,为桥梁建设事业服务。
二、设计(研究)现状和发展趋势(文献综述):2.1跨河桥的发展概况2.1.1跨河大桥的作用建跨河桥最主要的目的,就是为了解决跨水的交通,以便于运输工具或行人在桥上畅通无阻。
此外,它可以促进地区经济的发展,完善当地的交通网络,加快新开发区的建设,促进城市的繁荣。
2.1.2跨河桥的基本形式跨河桥的形式多种多样,有梁桥:如南京长江第二大桥北汊桥;有拱桥:长沙的黑石铺大桥,广州丫髻沙大桥,重庆万县长江大桥等等;有斜拉桥:长沙的银盆岭大桥,江苏苏通长江公路大桥等等;有悬索桥:长沙的三汊矶大桥,江阴长江大桥等等;2.1.3各种桥型的特点梁桥:梁桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构,由于外力的作用方向与承重结构的轴线接近垂直,因而与同样跨径的其他结构体系相比,梁桥内产生的弯矩最大。
拱桥:拱桥的主要承重构件是拱圈或拱肋,其在竖向荷载作用下,桥墩和桥台将承受水平推力。
刚构桥:刚构桥的主要承重构件是梁与立柱结合在一起的刚架结构,梁和柱的连接处具有很大的刚性,以承受负弯矩的作用。
第一局部连续梁桥悬臂施工的一般知识➢前言➢用挂篮悬臂施工的主要工作内容包括:在墩顶浇筑起步梁段(0#块),在起步梁段上拼装悬灌挂篮并依次分段悬浇梁段;边跨及中跨合拢。
一、移动式悬臂施工挂篮简介➢(一)施工挂篮的构造➢挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架,其锚固悬挂在已施工梁段上,在挂篮上可进展下一梁段的模板、钢筋、预应力管道的安设,混凝土灌注和预应力张拉,灌浆等作业。
完成一个阶段的循环后,挂篮即可前移并固定,进展下一阶段的悬灌,如此循环直至悬臂灌注完成。
1.挂篮分类挂篮按构造形式可分为桁架式(包括平弦无平衡重式、菱形、弓弦式)、斜拉式、型钢式及混合式四种;挂篮按抗倾覆平衡式可分为压重式、锚固式和半压重锚固式三种;按挂篮走行方法可分为一次走行到位和两次走行到位两种;按其移动方式可分为滚动式、滑动式和组合式三种。
几种主要的挂篮构造如图5-1~5-6所示。
二、用挂篮悬臂灌注施工的主要工艺程序及其特点用挂篮主段悬浇施工的主要工艺程序为:➢灌注0号段及墩梁临时锚固;➢拼装挂篮;➢灌注1号段;➢张拉预应力钢索➢挂篮前移、调整、锚固;灌注下一梁段;➢包括:➢1)挂篮前移,按立模标高设顶底模标高;➢2)浇筑混凝土,养护;➢3)张拉预应力钢索。
依次类推完成悬臂灌注;挂篮撤除;边跨合拢;➢中跨合拢。
(一) 0号段的浇筑➢0号段位于桥墩上方,灌注0号段相当于给挂篮提供一个安装场地。
➢0号段一般需在桥墩两侧设托架或支架现浇,如下图。
➢立0号段底模时,同时安装支座及防倾覆锚固装置。
如图5-12所示。
墩梁临时锚固(二)拼装挂篮➢挂篮运至工地后,应在试拼台上试拼,以发现由于制作不精良及运输中变形造成的问题,保证正式安装时的顺利及工程进度。
如图5-16。
挂篮操作考前须知➢在0号段上安装梁顶滑道,然后安装支座及三角形组合梁,并将其梁尾部相连并锚固,配置压重。
吊挂相应调带(杆)。
➢将底模平台及侧模支架作为整体起吊,与相应吊点相连结,后下横梁那么用吊杆支撑在箱梁底板上。
【桥梁的基本组成】:上部结构,下部结构,支座附属设施。
【上部结构】是在线路中断时跨越障碍的主要承重结构,是桥梁支座以上跨越桥孔的总称。
【下部结构】包括:桥墩桥台基础。
【桥梁的基本附属设施】:桥面系,伸缩缝,桥梁与路堤衔接处的桥头搭板和锥形护坡。
【净跨径】:对于设支座的桥梁,为相邻两墩,台身顶内缘之间的水平净矩,不设支座的桥梁为上下部结构相交处内缘间的水平净距。
【总跨径】:是多孔桥梁中各孔净跨径的总和,反映了桥下宣泄洪水的能力,【计算跨径】对于设支座的桥梁,为相邻支座中心的水平距离,不设支座的桥梁为上下部结构的相交面之中心间的水平距离。
【标准跨径】对于梁式桥板式桥以两桥墩中线之间桥中心线长或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中心线为准,拱式桥涵洞以净跨径为准。
【桥梁全长】:对有桥台的桥梁为两岸桥台翼墙尾端间的距离,对于无桥台,桥面系行车道长度。
【桥梁净空】:是为满足通航的需要和保证桥梁安全,而对上部结构底缘以下规定的空间界限。
【桥梁建筑高度】上部结构底缘至桥面顶面的距离,线路定线中所确定的桥面高程,与通航净空界限顶部高程之差,称为容许建筑高度。
【桥面的平面设计】桥梁的设计首先要确定桥位,按照规定,小桥涵洞的位置与线性一般复合路线的总走向,为满足水纹线路弯道等要求,可设计斜桥和弯桥,对于公路上特大桥,大中桥桥位,原则上应服从路线走向,桥路综合考虑,尽量选择在河道顺直,水流稳定,地质良好的河段上。
【桥梁纵断面设计】包括确定桥梁的总跨径,桥梁的分孔,桥道的高程,桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度。
【桥梁横断面设计】:主要取决于桥面的宽度和不同桥垮结构横截面的形式,桥面宽度决定于,行车和行人的交通需要。
为保证桥梁的服务水平,桥面宽度应当与所在路线的路基宽度保持一致。
【永久作用】:是指结构在使用期间其量值不随时间变化或其变化值与平均值相比,可以忽略不计的作用,包括结构重力,预加应力,土的重力,土层压力,混凝土收缩徐变作用,水的浮力和基础变位作用七种。
悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算
1.连续梁的力学性能
连续梁是由多个简支梁组合而成的,每个简支梁之间通过支座连接。
在悬臂浇筑施工过程中,需要考虑每个简支梁的力学性能,如梁的截面形状、材料性能、梁的自重和跨中支座的支反力等。
2.浇筑施工的负荷情况
在悬臂浇筑施工过程中,最主要的负荷是混凝土浇筑所产生的载荷和
浇筑设备所施加的作用力。
混凝土浇筑时的载荷可以按照最不利情况进行
计算,即整个梁截面都被浇筑混凝土覆盖。
3.悬臂浇筑过程
具体的恒载内力计算步骤如下:
步骤1:分析每个简支梁的恒载内力
首先,计算每个简支梁在自重和跨中支座的支反力作用下的恒载内力。
根据力平衡原理,可以得到每个简支梁的支反力。
在计算简支梁的自重时,需要考虑梁的截面形状和材料密度。
步骤2:分析悬臂的恒载内力
在悬臂浇筑的过程中,需要考虑悬臂的自重和混凝土的自重对悬臂的
作用。
可以按照最不利情况计算悬臂的自重,并考虑悬臂前进的过程中,
悬臂上混凝土的自重的影响。
步骤3:计算整个连续梁的恒载内力
将每个简支梁受力情况和悬臂受力情况进行综合,得到整个连续梁的恒载内力。
根据力平衡原理,可以得到连续梁在自重和支座反力作用下的恒载内力。
总结:
悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算是一个复杂而重要的问题,需要考虑梁的力学性能、浇筑施工的负荷情况和悬臂浇筑的具体过程。
通过详细分析和计算,可以得到连续梁在恒载情况下的内力。
在实际工程中,可以根据具体情况进行合理的设计和计算,以确保连续梁的结构安全性和稳定性。
XXX64m连续梁支架计算书编制:复核:审核:项目负责人:XXX二〇一七年一月目录1 工程概况 (1)2 编制说明 (1)3 支架结构 (1)4 计算依据 (3)5 荷载计算 (3)5.1 计算方法 (3)5.2 荷载取值 (3)5.3 荷载组合 (4)6 荷载分布的确定 (4)6.1 0#段荷载计算 (4)6.2 边跨直线段荷载计算 (7)7 0#段模板面板验算 (9)8 0#段分配槽钢验算 (10)9 0#段纵梁验算 (11)9.1 三角桁架验算 (11)9 翼缘板处2I22a纵梁验算 (13)10 0#段2I36a横梁验算 (14)11 0#段钢管墩验算 (16)11.1 钢管墩强度验算 (16)11.2 钢管墩稳定性验算 (17)12 边跨直线段模板面板验算(1.8cm竹胶板) (17)13 边跨直线段分配方木(10×10cm)验算 (18)14 边跨直线段纵梁验算 (19)15 边跨直线段2I36a横梁验算 (21)16 边跨直线段钢管墩验算 (22)16.1 钢管墩强度验算 (23)16.2 钢管墩稳定性验算 (23)17 边跨直线段条形基础地基承载力验算 (24)64m连续梁支架计算书1 工程概况64)m连续梁(悬臂灌筑)梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。
0#段梁段长9m,中支点处梁高6.035m,梁底下缘按二次抛物线变化。
边跨直线段高3.035m、节段长度7.75m。
箱梁顶宽12.6m,底板宽6.7m。
梁体结构采用三向预应力体系,梁体混凝土强度等级为C50,拟对0#段、边跨直线段采取梁柱式支架施工。
2 编制说明为确保(40+64+40)m连续梁0#段、边跨直线段支架结构安全,从上到下逐个验算杆件受力是否符合要求。
0#段验算分为6mm钢面板验算、[10背楞验算、三角桁架验算、2I36a横梁验算、钢管墩验算。
边跨直线段验算分为1.8cm竹胶板验算、10×10cm方木验算、I20a纵梁验算、2I36a横梁验算、钢管墩验算、条形基础验算。
预应力混凝土连续梁桥的施工20 世纪初,小跨度的钢筋混凝土连续梁桥开始被建造;30—40 年代,预应力混凝土的材料及工艺得到发展,逐步应用于桥梁工程;至50 年代,预应力混凝土连续梁桥出现;到70年代,预应力混凝土连续刚构桥出现。
近几十年来,伴随着施工技术的进步,预应力混凝土连续梁桥表现出强大的生命力,发展迅猛。
由于连续梁桥的主梁长度和重量大,一般很难像简支梁那样能将整根梁一次架设。
连续梁桥的施工可采用分段预制,再浇筑接头的方法,但受力截面的主钢筋都被截断,接头工作复杂,强度也不易保证。
目前,连续梁桥的施工主要还是采用悬臂浇筑法、悬臂拼装法、顶推法、移动模架法及支架法施工方法,每一种施工方法都各具特点,需要结合具体情况做出适当选择。
预应力混凝土悬臂体系梁桥的施工通常采用悬臂施工法。
采用该法施工时,不需要在河中搭设支架,而直接从已建墩台顶部逐段向跨径方向延伸施工,每延伸一段就施加预应力使其与已成部分联结成整体。
悬臂施工法不受桥高、河深等影响,适应性强,目前不仅用于悬臂体系桥梁的施工,而且还广泛应用于大跨径预应力混凝土连续梁桥、混凝土斜拉桥以及钢筋混凝土拱桥的施工。
一、支架法现浇预应力混凝土连续梁桥预应力混凝土连续梁桥同样可以采用支架法现浇施工。
我国第一座预应力混凝土(双线)铁路连续梁桥——通惠河桥,主梁为箱形截面,变高度,跨径为(26.7+40.7+26.7)m,于1975 年建成,该桥就采用了支架法现浇箱梁。
预应力混凝土连续梁采用支架施工,和用支架法施工混凝土简支梁的主要工序相似,只是前者还需要在连续梁桥的一联各跨中设支架,按照一定的施工程序完成各联桥的施工,包括混凝土的浇筑、养护、拆模等工序。
在一联桥施工完成后,卸落支架,将其拆除进行周转使用。
落架的时机与施工程序和预应力钢筋的张拉工序有关,应综合考虑。
原则上,在张拉后恒载能由梁体本身承受时,可以落架。
支架法施工工序如图5.2.1。
图5.2.1 支架法施工工序小跨径预应力混凝土连续梁桥,一般采用从一端向另一端分层、分段的施工程序,先梁身后支点依次进行。
连续梁悬臂浇筑施工的节段划分和计算分析摘要:随着现代施工技术的成熟,连续梁悬臂浇筑在建筑工程的施工阶段具有关键性的作用。
悬臂浇筑施工方案在实际的应用当中,节段划分的确定与计算分析息息相关。
笔者以周口市八一路跨沙颍河桥工程(简称八一路桥)为例,在文中结合具体的悬臂浇筑的施工状况,对挂篮平衡悬臂浇筑施工中节段划分、悬臂浇筑施工阶段计算分析等主要因素进行了详细具体地阐述和分析。
希望对我国的其他同类桥梁建设工程提供一定的指导意义和借鉴意义。
关键词:连续梁桥;悬臂浇筑;节段划分;计算分析Abstract: with the development of modern construction technology, continuous beam cantilever construction stage in the construction project is the key function. Cantilever pouring construction scheme in practical applications, segment division determination and calculation analysis is closely related to. The author takes Zhoukou eight one way cross Shaying River Bridge Project (eight one Luqiao) as an example, combining the construction of cantilever casting concrete in this paper, the hanging basket balance segmental cantilever pouring construction of cantilever construction stage division, calculation of main factor analysis is studied in detail with the elaboration and analysis. Like other similar bridge construction project of our country to provide certain guidance and reference significance.Key words: continuous beam bridge; cantilever; segmental division; calculation and analysis一、项目概况八一路桥位于周口市中心,跨越沙颍河。
悬臂梁三角形荷载弯矩公式
悬臂梁是一种常见的结构,在工程学和物理学中经常会遇到。
当悬臂梁受到三角形分布的荷载时,我们可以通过一些公式来计算其受到的弯矩。
首先,让我们来看一下悬臂梁受到均布载荷时的弯矩公式。
假设梁的长度为L,均布载荷为w,则在梁的自由端点处的弯矩M可以通过公式M=wL^2/2来计算。
现在我们来考虑悬臂梁受到三角形分布的荷载时的弯矩公式。
假设三角形分布的荷载为w0,其最大值在梁的自由端点处,最小值为0。
在这种情况下,我们可以使用以下公式来计算悬臂梁上任意一点处的弯矩M:
M = (w0xL w0x^2/2)。
其中,x为距离悬臂梁固定端点的距离,L为梁的长度。
这个公式可以帮助我们计算出悬臂梁上任意一点处受到的弯矩大小。
另外,如果你需要考虑悬臂梁在不同位置受到的最大弯矩,可以通过对上述公式进行微分来得到。
对M关于x求导,然后令导数等于0,可以得到最大弯矩出现的位置。
这可以帮助工程师找到悬
臂梁上受力最大的位置,从而进行合理的设计和加固。
总的来说,悬臂梁受到三角形分布的荷载时的弯矩公式可以通过上述公式来计算,同时也可以通过微分来找到受力最大的位置。
这些公式对于工程设计和结构分析都具有重要的意义。
希望这些信息能够对你有所帮助。
悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算为了便于理解,现取一座三孔连续梁例子进行阐明,如图1-1所示。
该桥上部结构采用挂篮对称平衡悬臂浇筑法施工,从大的方面可归纳为五个主要阶段,现按图分述如下。
(一)阶段1 在主墩上悬臂浇筑混凝土首先在主墩上浇筑墩顶上面的梁体节段(称零号块件),并用粗钢筋及临时垫块将梁体与墩身作临时锚固,然后采用施工挂篮向桥墩两侧分节段地进行对称平衡悬臂施工。
此时桥墩上支座暂不受力,结构的工作性能犹如T型刚构。
对于边跨不对称的部分梁段则采用有支架施工。
此时结构体系是静定的,外荷载为梁体自重q自(x)和挂篮重量P挂,其弯矩图与一般悬臂梁无异。
(二)阶段2 边跨合龙当边跨梁体合龙以后,先拆除中墩临时锚固,然后便可拆除支架和边跨的挂篮。
此时由于结构体系发生了变化,边跨接近于一单悬臂梁,原来由支架承担的边段梁体重量转移到边跨梁体上。
由于边跨挂篮的拆除,相当于结构承受一个向上的集中力P挂。
(三)阶段3 中跨合龙当中跨合龙段上的混凝土尚未达到设计强度时,该段混凝土的自重q及挂篮重量2P挂将以2个集中力R0的形式分别作用于两侧悬臂梁端部。
图1-1采用悬臂浇筑法施工时连续梁自重内力计算图式(四)阶段4 拆除合龙段的挂篮此时全桥已经形成整体结构(超静定结构),拆除合龙段挂篮后,原先由挂篮承担的合龙段自重转而作用于整体结构上。
(五)阶段5 上二期恒载在桥面均布二期恒载g的作用下,可得到三跨连续梁桥的相应弯矩图。
以上是对每个阶段受力体系的剖析,若需知道是某个阶段的累计内力时,则将该阶段的内力与在它以前几个阶段的内力进行叠加便得。
成桥后的总恒载内力,将是这五个大阶段内力叠加的结果。
三、顶推法施工时连续梁桥的恒载内力计算1、受力特点用逐段顶推施工法完成的连续梁桥(简称顶推连续梁),一般将结构设计成等跨度和等高度截面的形式。
当全桥顶推就位后,其恒载内力的计算与有支架施工法的连续梁完全相同。
顶推连续梁的主要受力特点反映在顶推施工的过程中,随着主梁节段逐段地向对岸推进,将使全桥每个截面的内力不断地从负弯矩→正弯矩→负弯矩…呈反复性的变化,图1-2b是这种结构在施工过程中的弯矩包络图。
梁上恒荷载标准值计算-回复
梁上恒荷载标准值计算需要考虑的因素包括以下几个方面:
1.梁的截面形状和尺寸,如矩形、T形、L形等,需要确定截面面积和惯性矩等参数;
2.梁材料的强度,包括混凝土强度和钢筋强度;
3.梁的跨度,即梁梁距;
4.梁的支座情况,如悬臂梁、简支梁、连续梁等;
5.梁承受荷载的类型,包括恒载、活载、风荷载、地震荷载等。
其中,恒载是指永久性荷载,如梁本身重量和楼板等,计算时需根据建筑设计规范确定恒载的标准值。
在中国,恒载标准值的计算通常根据GB50009《建筑结构荷载规范》中的相关规定,按照建筑物用途、建筑区域和结构形式等进行分类。
总的来说,梁上恒荷载标准值计算需要根据具体工程情况进行,如果您有具体工程需要计算,建议您请相关专业人士进行计算。
连续梁、板的弹性理论有哪些计算方法连续梁、板的弹性理论有哪些计算方法
一般对连续梁、连续板的内力计算有两种方法:按弹性理论计算的方法和按塑性理论计算的方法。
弹性理论计算方法是指在进行梁、板内力分析时,假定梁、板为理想的弹性体系,结构荷载与内力、荷载与变形、内力与变形均为线性关系,因此,可以按照结构力学方法进行计算。
由于连续梁、连续板同时承受恒载和活载,恒载的作用力的大小和位置都是固定的,在结构中产生的内力是不变的,而活载的位置是可变的,由第8章的影响线知识可知,当荷载位置不同时,在连续梁中各个位置引起的内力和变形是不同的,因此,有必要找出引起结构某截面不利内力的组合,则结构荷载不利组合主要是研究活荷载的不利布置。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
1。
悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算
为了便于理解,现取一座三孔连续梁例子进行阐明,如图1-1所示。
该桥上部结构采用挂篮对称平衡悬臂浇筑法施工,从大的方面可归纳为五个主要阶段,现按图分述如下。
(一)阶段1 在主墩上悬臂浇筑混凝土
首先在主墩上浇筑墩顶上面的梁体节段(称零号块件),并用粗钢筋及临时垫块将梁体与墩身作临时锚固,然后采用施工挂篮向桥墩两侧分节段地进行对称平衡悬臂施工。
此时桥墩上支座暂不受力,结构的工作性能犹如T型刚构。
对于边跨不对称的部分梁段则采用有支架施工。
此时结构体系是静定的,外荷载为梁体自重q自(x)和挂篮重量P挂,其弯矩图与一般悬
臂梁无异。
(二)阶段2 边跨合龙
当边跨梁体合龙以后,先拆除中墩临时锚固,然后便可拆除支架和边跨的挂篮。
此时由于结构体系发生了变化,边跨接近于一单悬臂梁,原来由支架承担的边段梁体重量转移到边跨梁体上。
由于边跨挂篮的拆除,相当于结构承受一个向上的集中力P挂。
(三)阶段3 中跨合龙
当中跨合龙段上的混凝土尚未达到设计强度时,该段混凝土的自重q及挂篮重量2P
挂将以2个集中力R0的形式分别作用于两侧悬臂梁端部。
阶段图式
1 在主墩上悬臂浇注砼
2 边跨合龙
3 中跨合龙
4 拆除合龙段挂篮
5 上
二
期
恒
载
图1-1采用悬臂浇筑法施工时连续梁自重内力计算图式
(四)阶段4 拆除合龙段的挂篮
此时全桥已经形成整体结构(超静定结构),拆除合龙段挂篮后,原先由挂篮承担的合
龙段自重转而作用于整体结构上。
(五)阶段5 上二期恒载
在桥面均布二期恒载g的作用下,可得到三跨连续梁桥的相应弯矩图。
以上是对每个阶段受力体系的剖析,若需知道是某个阶段的累计内力时,则将该阶段的内力与在它以前几个阶段的内力进行叠加便得。
成桥后的总恒载内力,将是这五个大阶段内力叠加的结果。
三、顶推法施工时连续梁桥的恒载内力计算
1、受力特点
用逐段顶推施工法完成的连续梁桥(简称顶推连续梁),一般将结构设计成等跨度和等高度截面的形式。
当全桥顶推就位后,其恒载内力的计算与有支架施工法的连续梁完全相同。
顶推连续梁的主要受力特点反映在顶推施工的过程中,随着主梁节段逐段地向对岸推进,将使全桥每个截面的内力不断地从负弯矩→正弯矩→负弯矩…呈反复性的变化,图1-2b是这种结构在施工过程中的弯矩包络图。
图1-2 某桥顶推连续梁的布置与恒载弯矩包络图
为了改善这种施工方法带来的负面影响,一般采用以下措施:
1、在顶推梁的最前端设置自重较轻且具有一定刚度的临时钢导梁(又称鼻梁),导梁长度约为主梁跨径L的65%左右,以降低主梁截面的悬臂负弯矩;
2、当主梁跨径较大(一般≥60m)时,可在每个桥孔的中央设置临时墩,或者在永久墩沿桥纵向的两侧增设三角形临时钢斜托,以减小顶推跨径;
3、对于在成桥以后不需要布置正或负弯矩的钢束区,则根据顶推过程中的受力需要,配置适量的临时预应力钢束。
2.施工中恒载内力计算
1)计算假定
顶推连续梁通常是在岸边专门搭设的台座上逐段地预制、逐段向对岸推进的,它的形成是先由悬臂梁到简支梁再到连续梁,先由双跨连续梁再到多跨连续梁直至达到设计要求的跨数。
为了简化计算,一般作了以下的假定:
(1) 放在台座上的部分梁段不参与计算,也就是说,在计算图式中,在靠近台座的桥台处可以取成为一个完全铰,如图1-3所示。
图1-3 顶推连续梁计简图式
(2) 每个顶推阶段均按该阶段全桥所处的实际跨径布置和荷载图式进行整体内力分析,而不是对同一截面的内力按若干不同阶段的计算内力进行叠加。
2)最大正弯矩截面的计算
顶推连续梁的内力呈动态型的,其内力值与主梁和导梁二者的自重比,跨长比和刚度比等因素有关,很难用某个公式来确定图1-2b 中最大正弯矩截面的所在位置,因此,只能借助有限元计算程序和通过试算来确定。
但在初步设计中,可以近似地按图1-4的三跨连续梁计算图式估算。
其理由是距顶推连续梁端部0.4截面处的正弯矩影响线面积之和相对最大,虽然在导梁的覆盖区也有负弯矩影响线面积,但导梁自重轻,故影响较小。
其次,也可以参照以下近似公式计算:
22max
(0.933 2.96)12
q L M
γβ+
=-自 (1-1)
式中:q 自——主梁单位长自重;
γ——导梁与主梁的单位长自重比; β——导梁长与跨长L 的比例系数。
图1-4 顶推连续梁最大正弯矩截面的计算图式
3)最大负弯矩截面计算
这要根据以下两种图式的计算结果对比后确定。
(1) 导梁接近前方支点(图1-5)
图1-5 导梁接近前方支点时的自重内力图
此时的悬臂跨长最长,其计算公式为:
2
22
min
(1)
2
自
q L
Mαγα
-⎡⎤
≈+-
⎣⎦(1-2)式中的α为主梁悬出部分的长度与跨径L之比,参见图1-5,其余符号同上。
(2)前支点支承在导梁约一半长度处(图1-6)
一般以取带悬臂的两跨连续梁图式计算最为不利,这也是根据支点截面的负弯矩影响线面积和的因素来判断的。
该图式为一次超静定结构,虽然其中一跨梁存在刚度的变化,但计算并不困难。
真正的最大负弯矩截面还需在靠近其两侧作试算和比较。
图1-6 导梁支承在前支点上的计算图式
4)一般梁截面的内力计算
对于导梁完全处在悬臂状态的情况,多跨连续梁可以分解为图1-7b,c所示的两种情况,然后应用表1-1和表1-2的弯矩系数表分别计算后再进行叠加求得。
图1-7 荷载的分解
a)
b)
c)
等截面等跨径连续梁在端弯矩作用下支点弯矩系数表1-1
跨数各支点截面弯矩系数η1
n M0M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10 10-1
200.250000-1
30
-0.06666
7
0.266667-1
400.017857
-0.07142
9
0.267857-1
50
-0.00478
50.019139
-0.07177
1
0.267943-1
600.001282
-0.00512
80.019231
-0.07179
5
0.267949-1
70
-0.00034
40.001374
-0.00515
3
0.019237
-0.07179
7
0.267949-1
800.000092
-0.00036
80.001381
-0.00515
5
0.019238
-0.07179
7
0.267949-1
90
-0.00002
50.000097
-0.00037
0.001381
-0.00515
5
0.019238
-0.07179
7
0.267949-1
1000.000007
-0.00002
60.000099
-0.00037
0.001381
-0.00515
5
0.019238
-0.07179
7
0.0267949-1
跨数各支点截面弯矩系数η2
n M0M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10 100
20
-0.12500
30
-0.10000
0-0.10000
40
-0.10714
3-0.07142
8
-0.10714
3
50
-0.10526
3-0.07894
7
-0.07894
7
-0.10526
3
60-0.10576
9
-0.07692
3
-0.08653
8
-0.07692
3
-0.10576
9
各支点截面在端弯矩M d 作用下的弯矩M id 可按下式计算:
1id d M M η= (1-3) 各支点截面在主梁自重作用下的弯矩M iq 可按下式计算:
22iq M q L η=自
(1-4)
各支点截面的总恒载弯矩M i 为:
i id iq M M M =+
(1-5)
上式中的1η和2η可从表1-1和1-2中查得。
当求得各支点的M i 之后,便不难按简支梁图式
计算各截面的弯矩值。