最大不平衡弯矩计算

08、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：22111.25700.41315.93/22VdVqUCBkNm（V＝70.0m/s）。升举风力按：次边跨Vq中跨0.5Vq加载。最大悬臂时主梁承受的横向风荷载：122111.25701.865.531.33/22HdHqUCDkNm222111.25701.971060.33/22HdHqUCDkNm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（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：1.22×851752－943504＝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＝17466.3kN8.2.3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。3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：222245474.82.32525.842.342.25TxTyNkNxy222245474.82.252470.942.342.25TyTxNkNxy14330.941082.84FFNkNn一个支座处的最大剪力为：2222max12525.824701082.84359.9TxTyFNNNNkN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：400.25ccVfbh，4359.91.710.251.023.05.781.71.51000MpaMpa，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:51479.9225739.950.323.110001.71.720027.7NkNkN，04359.90.70.073373.71401.94775.6tVkNfbhNkN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：81×2×24d×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。