最大不平衡弯矩计算.doc

8、 最大悬臂施工状态结构不平衡弯矩分析及控制
8.1 基本情况
悬臂施工时挂篮、模板等临时荷载按1000kN计，作用点距悬臂最前端0.5m。
最大悬臂时主梁承受的升举极风载：
（V＝70.0m/s）。
升举风力按：次边跨中跨加载。
最大悬臂时主梁承受的横向风荷载：

8.2连续梁部分不平衡弯矩及临时支墩计算
由于主梁悬臂施工时纵向预应力钢束对称布置对称张拉，所以纵向预应力钢束不会改变墩身内力和主梁双伸臂的不平衡弯矩，计算考虑算三个工况。
工况1：T构两边施工完16＃节段施工，此时中跨有挂篮，边跨无挂篮
工况2：梁升举不平衡风载，此时中跨有挂篮，边跨无挂篮
工况3：横向风荷载

8.2.1工况1和2支座反力
（1）建立计算模型
根据工况1的内容，建立相应的计算模型。模型见图6。

图6 工况1计算模型
根据工况2的内容，建立相应的计算模型。模型见图7。

图7 工况2计算模型
图1中，所加荷载为主梁，及附属结构自重和风荷载，通过图1所示加载模式的计算得到，不考虑风荷载：R1＝20397.4kN，R2＝48686.4kN；工况2中考虑风荷载为：R1＝16194.1kN，R2＝51479.9kN。
8.2.2 工况1锚固力计算
建立相应的计算模型。模型见图8，不平衡弯矩见图9。

图8 倾覆计算模型

图9 弯矩图
从图9中可以看出，主梁锚固截面左端弯矩为943504kN.m，梁锚固截面右端弯矩为851752kN.m，因此一侧锚筋必需提供的弯矩为：1.2×851752－943504＝78598.4kN.m，锚筋的力臂为2.25×2＝4.5m,锚筋承担的荷载为：78598.4÷4.5＝17466.3kN
8.2.3 工况2锚固力计算
建立相应的计算模型。模型见图10，不平衡弯矩见图11。

图10 倾覆计算模型

图11 弯矩图
从图11中可以看出，主梁锚固截面左端弯矩为909940kN.m，梁锚固截面右端弯矩为837067kN.m，因此一侧锚筋必需提供的弯矩为：1.2×837067－909940＝94540.4kN.m，锚筋的力臂为2.25×2＝4.5m,锚筋承担的荷载为：94540.4÷4.5＝21009kN
由于设计时考虑的设计风速为极值风速，相应的稳定系数可以降低些，比较工况1和2的计算结果以工况2作为控制设计时临时锚固设计。
8.2.4工况3分析
工况3的计算在于考虑横桥向风荷载的作用下，主梁施工中桥梁锚固结构的剪力，横向荷载加载模式与2.3节中的纵向加载方法一样。根据荷载工况中横向风荷载以及主塔风压计算。
主梁横桥向风荷载扭弯矩：
T＝0.5×63×（0.5（31.33＋60.33））×63/2＝45474.8kNm
主梁横桥向风荷载：
F1＝1.5×63×（0.5（31.33＋60.33）＝4330.94kN

图12 锚筋锚点中心位置
如图12，四个支座上的总横桥向扭矩为：45474.8kNm；总剪力为4330.94kN
临时锚固上的剪力为：

一个支座处的最大剪力为：

临时支墩所用混凝土标号为C50，尺寸为170×170cm,按下列公式复核设计截面：
，，
截面满足要求。由前面计算得到单个临时支墩上的竖向荷载:
，

临时墩承载力满足要求！
8.3结论
1.通过计算比较单侧锚筋需要的最大锚固力为工况2中单侧的21009kN，单侧有锚筋Φ32的2×81＝162根锚筋提供的锚固力为：81×2××335＝43107.7kN，其值大于21009kN，满足抗拉要求。
2.单个支座在横向风荷载的作用下的剪切力为4359.9kN。此力为锁定支座所需的外力,临时墩截面及承载力均满足要求。
4