現(xiàn)澆箱梁貝雷支架設(shè)計方案

1、一、 工程概況我部施工的二號橋和A匝道橋是南坪-福龍立交主要組成部分，主線二號橋是南坪快速路上一座大橋，南坪快速路（一期）工程為深圳市東西向又一條快速路，是深圳市路網(wǎng)的重要組成部分，是深圳市的重點建設(shè)項目。其中南坪主線二號橋上部構(gòu)造為預應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)剛構(gòu)箱梁，其跨徑為左幅第二聯(lián)為35.0m41.5m35.0m，第三聯(lián)為42.5m+50m42.5m、右幅第二聯(lián)為35.0m41.5m35.0m，第三聯(lián)為42.5m+50m42.5m；A匝道橋第三聯(lián)為4×36m預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。二號橋分左右線兩幅橋，左線橋面寬17.020.75m，右線橋面寬為17.0m，橋面最小縱坡為0.4，我部施

2、工左二聯(lián)、左三聯(lián)、右二聯(lián)和右三聯(lián)箱梁。上部結(jié)構(gòu)形式為：7、8墩頂處左右7.5m采用變高度（最大高度為2.8m），其他均為預應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)剛構(gòu)橋，箱梁高2.0m；主梁箱梁橫斷面為單箱三室和單箱四室，底板寬12.015.75m。梁體采用50號混凝土現(xiàn)澆。A匝道橋的第三聯(lián)（4×36m）為預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。梁體結(jié)構(gòu)采用單箱單室直腹板箱形截面，C50號混凝土。箱梁梁高為1.9m，高跨比為1/18.9，箱梁頂板寬8.0m，兩懸臂長2.0 m，底板寬4.0 m，頂板厚0.24 m，底板厚0.20 m，腹板厚0.5 m。二、 現(xiàn)澆箱梁施工方案本合同段的二號橋箱梁為T型連續(xù)剛構(gòu)，A匝道橋為連續(xù)

3、梁，梁都比較長，二號橋按設(shè)計為整聯(lián)整體澆筑，但考慮到二號橋的箱梁混凝土量較大，最大的左三聯(lián)有2277方，從控制裂縫方面考慮計劃分層澆筑，根據(jù)混凝土方量多少分為兩次澆筑，分層施工縫位置放在腹板與頂板的結(jié)合處，一次張拉；A匝道橋第三聯(lián)按圖紙設(shè)計分四段澆筑，分段張拉；兩座橋的現(xiàn)澆支架都是采用貝雷桁架做為縱梁，支墩橫梁采用工字鋼，支撐結(jié)構(gòu)為鋼管支墩，整個結(jié)構(gòu)簡稱貝雷支架，其它的工序和施工方法大至相同，具體施工方案見現(xiàn)澆箱梁施工組織設(shè)計。三、現(xiàn)澆箱梁貝雷支架設(shè)計本合同段二號橋和A匝道橋墩柱高在1940m，如按采用鋼管支架投入的施工用量較大且安全穩(wěn)定性差，為加快施工進度和增加施工安全穩(wěn)定性擬采用貝雷桁架作

4、為模板支架。貝雷支架結(jié)構(gòu)主要由基礎(chǔ)、支墩、支墩橫梁、貝雷桁架組成。貝雷支架安裝主要第1頁采用塔吊安裝，塔吊夠不到的地方采用吊車安裝。支架布置結(jié)構(gòu)傳力途徑為：模板方木U托貝雷片縱梁工字鋼橫向分配梁鋼管立柱擴大基礎(chǔ)地基。模板采用厚為1.8cm的竹膠板，骨架采用8 8方木，間距為30cm。骨架與貝雷片之間采用U型頂托調(diào)整標高，U型頂托縱向間距50cm，橫向按貝雷片相應(yīng)布置。箱梁主要承重結(jié)構(gòu)采用貝雷桁架，貝雷桁架縱向根據(jù)箱梁跨度分3到4跨布置；橫向布置根據(jù)箱梁具體結(jié)構(gòu)布置，每個腹板下采用雙排單層貝雷片，間距為45cm；每個底板下采用三排單層貝雷片，間距為45m；兩側(cè)翼板下采用雙排單層貝雷片，間距為15

5、0cm。每跨箱梁下布置45排臨時支墩，支墩采用直徑為600mm，壁厚16mm的鋼管。每排鋼管橫向布置在腹板下和兩側(cè)翼板下，必要時在底板下增設(shè)鋼管，以減少鋼管軸向壓力。鋼管布置在承臺和現(xiàn)澆基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆基礎(chǔ)。鋼管與貝雷梁之間采用3排40a的工字鋼作為分配梁。具體結(jié)構(gòu)布置型式見貝雷支架設(shè)計圖：支架設(shè)計采取先布置好貝雷桁架、工字鋼分配橫梁、鋼管支墩，由于每一聯(lián)箱梁的跨度、寬度、受力情況和地面高度都不一樣，因此在計算中對每一聯(lián)結(jié)構(gòu)采用簡支梁和連續(xù)梁取最不利情況進行驗算，如驗算結(jié)果達不到控制要求，則增加貝雷縱梁或鋼管支墩,使之達到控制要求。貝雷架桁架最大容許彎矩和剪力如下：單排單層：M7

6、88.2KNM，Q=245.2KN考慮材料的新舊程度和施工安裝的準確程度采用1.3安全系數(shù)。則單排單層：M606.3KNM，Q=188.6KNC50鋼筋混凝土密度?。?6 KN/m3驗算過程以右二聯(lián)5#-6#為例,具體驗算過程如下。其余各跨度驗算結(jié)果見現(xiàn)澆箱梁貝雷支架內(nèi)力計算表。(一) 箱梁截面均布荷載：考慮到底板模板和底板橫向方木能起到一定的分散荷載作用，還考慮到施工澆筑為分層澆筑，因此以截面整體考慮進行縱向貝雷片的內(nèi)力驗算。以右二聯(lián)為例；截面A-A 、第2頁C-C：梁高2米，底板寬12米，頂板寬17米。截面均布荷載計算過程如下：1. 恒載：鋼筋混凝土自重為： 鋼筋混凝土密度采用26KN/M

7、3。 沖擊系數(shù)按規(guī)范取1.1。 截面荷載計算如下：A-A截面：S=122-2.821.12-2.961.1+(0.18+0.5)2.5=16.24m2qA=1.12616.24=464.46KN/m170024右二聯(lián)B-BB-B截面：S=122-3.271.552-3.261.55+0.60.260.5+0.250.66÷2+(0.18+0.5)2.5÷22=11.32m2qB=1.12611.32=323.75KN/m2. 內(nèi)模板（加方木）： 計算橫向?qū)挾却笾聻轫敯鍖挾?。q內(nèi)50kg/m217m=8.5KN/m3. 竹膠板、U托、方木：第3頁計算橫向?qū)挾却笾聻轫敯鍖挾燃觾?/p>

8、倍梁高.竹膠板取0.1KN/m方木取0.2KN/mU托平均每m兩個，每個0.15KN，合計0.3KN/m三個合計取q底模0.6KN/m2(17+22)m=12.6KN/m4. 貝雷片：300kg/片（包括銷子等貝雷片附屬構(gòu)件），則截面每延米自重為 2222q貝121=21KN/m5. 施工荷載包括施工人員和施工材料機具行走和堆放荷載標準值以及振搗荷載：取每平方米為4.0kPa。則截面每延米荷載為：q施4.0KN/m217=68KN/m則A、B截面均布荷載為以上各荷載總和：q'.15+8.5+12.6+68A=qA+q內(nèi)+q底模+q施+18q貝=440+18=571.56KN/mq

9、9;.75+8.5+12.6+68B=qB+q內(nèi)+q底模+q施+18q貝=323+18=430.85KN/m(二) 箱梁截面橫向荷載分布分析：考慮到截面橫向的不均勻，不考慮底模和方木的分散荷載作用，對箱梁進行離散，以右二聯(lián)為例；截面A-A 、C-C：梁高2米，底板寬12米，頂板寬17米。計算過程如下：1. 恒載：鋼筋混凝土自重為：鋼筋混凝土密度采用26KN/M3。沖擊系數(shù)按規(guī)范取1.1。由于內(nèi)模作為框架，頂板部分荷載通過箱內(nèi)框架傳給2或4貝雷片，因此3貝雷片承受的混凝土自重部分為圖示陰影部分，截面荷載計算如下：第4頁4右二聯(lián)B-BS=0.551.80.60.2（0.61.1）0.2=1.45m

10、2qB=1.1261.45=41.47KN/m2. 內(nèi)模板（加方木）：計算寬度大約為1.1m。q內(nèi)0.5KN/m21.1m=0.55KN/m3. 竹膠板、U托、方木：計算寬度大約為圖中陰影部分的底面長度，為1.7m。竹膠板取0.1KN/m方木取0.2KN/mU托平均每m兩個，每個0.15KN，合計0.3KN/m三個合計取q底模0.6KN/m21.7m=1.02KN/m4. 貝雷片：300kg/片（包括銷子等貝雷片附屬構(gòu)件），則雙排每米自重為： 2222q貝12=2KN/m5. 施工荷載包括施工人員和施工材料機具行走和堆放荷載標準值以及振搗荷載：取每平方米為4.0kPa。計算寬度約為圖中陰影部分

11、的底面長度，則每米荷載為：q施4.0KN/m21.7=6.8KN/m則3雙排貝雷片處最不利均布荷載為以上各荷載總和：'B=q3B+q內(nèi)+q底模+q施+q貝q3=41.470.551.0226.8=51.84KN/m第5頁按3貝雷片的計算方法，其它貝雷片處截面均布荷載為：'B=43.90'B=q4'B48.61'B=39.01KN/m q2KN/m q0KN/m q1從以上計算結(jié)果可以得出，3貝雷片處的截面荷載最大。按整截面平均計算，每雙排貝雷片處截面均布荷載為：q3A=qA÷182=571.56/9=63.51KN/mq3B=qB÷1

12、82=430.85/9=47.87KN/m 如貝雷片整體安全系數(shù)取1.3，不考慮底模和方木的分散荷載作用，對箱梁進行離散分析求出的折算安全系數(shù)分別為：A- A截面：1.3×63.51/68.711.20B- B截面：1.3×47.87/51.841.20數(shù)也可達到1.2，如考慮底模和方木的分散荷載作用，安全系數(shù)還能提高，因此，在以下計算中貝雷片的安全系數(shù)取1.3，不考慮截面的橫向不均勻分布。(三) 縱向貝雷梁跨度設(shè)計驗算：二號橋右二聯(lián)56箱梁變截面間距為：1.5+4.0+11.863+0.5+11.263+4.0+1.3+0.8假設(shè)56墩之間設(shè)置四排臨時支墩。 PqAA跨中

13、集中力為：S=3.271.552+3.261.55-0.60.260.5-0.250.66÷2=14.38m2qBB1151cmCqC961cmD 961cmP跨中1.1S=261.114.38=411.27KNqa=(571.56+430.85)÷2=501.21KN/m第6頁qb=430.85KN/m qc=(571.56+430.85)÷2=501.21KN/m貝雷片縱梁最大正彎矩和剪力按簡支梁計算如下：A-B,C-D支座間：q=qa，則：Qmaql/2=2408.31KNMma= 12ql=5785.97KNm 8B-C支座間：q=qB P=P跨中 MC=

14、0RBL-ql2/2-Pl/2=0RB=ql/2+P/2=2683.02KNQmaRB=RC=2683.02KNMma= 121ql+Pl=8304.89KNm 84則每排貝雷片縱梁最大彎矩為：11Mma= ql2+Pl÷21=395.47KNM<606.31KNm 48則每排貝雷片縱梁最大剪力為：RB=(ql/2+P/2)÷21=127.76KNQmaRB=RC=127.76KN<188.62KN貝雷片縱梁最大負彎矩和剪力按連續(xù)梁利用力矩分配法計算如下： 各截面固端彎矩為：MFAB=0KNm MFBAql2=5785.97KNm 8MFBCql2plql2pl

15、F=-5367.67KNm MCB=+5367.67KNm 128128ql2=-5785.97KNm MFDC=0KNm 8第7頁 MFCDB、C兩點不平衡力矩分別為：MB=MFBA+MFBC=5785.97-5367.67=418.3KNmMC=MFCB+MFCD=5367.67-5785.97=-418.3KNm各桿端分配系數(shù)分別為：AB=BC=SAB3/9.61=0.473SAB+SBC3/9.61+4/11.5 SBC4/11.5=0.527SAB+SBC3/9.61+4/11.5CB=CD=SCB4/11.5=0.527SCB+SCD3/9.61+4/11.5 SCD3/9.61=

16、0.473SCB+SCD3/9.61+4/11.5各桿端分配彎矩分別為：MBA=-BAMB-0.473418.3=-197.86KNmMBC=-BCMB-0.527418.3=-220.44KNmMCB=-CBMC-0.527-418.3=220.44KNmMCD=-CDMC-0.473-418.3=197.86KNm由力矩分配法可計算出最后彎矩為：MBA=MBC=MCB=MCD=-5464.27KNm則每排貝雷片最大負彎距為：Mmax=MBA/21=260.2KNm<606.3KNm取B-C為隔離體第8頁PqBB1151cm·mC如右圖 MC=0KNmQBC11.5-MBC+

17、MCBQBC=2687.8KNMA=0KNm-QBA9.4-MBC9.612-501.12=0KNm 2ql2pl-=0KNm 22QBA=-2946.6KN則每排貝雷片最大剪力為：Qmax=QBA/21=-140.31KN<-188.62KN跨度設(shè)置滿足彎距、剪力要求。(四) 墩頂分配橫梁設(shè)計驗算：臨時支墩頂分配橫梁計劃采用工字鋼，要確定工字鋼型號須確定荷載產(chǎn)生的彎矩值，為此各截面均布荷載在不同跨度下的彎矩值。1. 以右二聯(lián)5#-6#為例計算如下： PqAA961cmBqB1151cmCqC961cmD由貝雷支架受均布荷載值可知：右二聯(lián)5#-6#跨中鋼管支墩上的工字鋼所受最大集中力為整

18、個箱梁截面最大支座反力分配在單層貝雷片中的集中力：第9頁通過計算可知右二聯(lián)5#-6#箱梁整個截面最大支座反力為Rmax=5634.37KNR2=Rmax/18=313KN （R2為單層單排貝雷片所受的集中力）Mma=R2l=3131.4=438.2KNmMM438.2W=2087cm3 即 W210由 W 可得：考慮到施工安裝的準確程度取1.5的安全系數(shù)，因此選用40a工字鋼三根(40a工字鋼三根W=3270cm3)Q=Qma3=313=104.3KN 3SZ*b2dh214210.53672222=H-h+=400-367+=6.2610-4m3824824 ()()QSZ104.36.26

19、10-4103=2.91107Pa=29.1MPa85MPa-4IZd2.17100.0105選用的三根40a工字鋼能滿足抗彎強度、抗剪強度要求。2. 計算可知整個二號橋箱梁單排單層貝雷片所受的最大集中力為右二聯(lián)3#-4#跨中截面，即：R2=Rmax/18=5640.34/18313.3KN *Mma=R2l=313.31.4=438.67KNm第10頁MM438.67W=2089cm3 即 W210由 W 可得：選用40a工字鋼三根(40a工字鋼三根W=3270cm)Q=Qma3=313.3=104.4KN 33SZ*b2dh214210.53672222=H-h+=400-367+=6.2

20、610-4m3824824 ()()QSZ104.46.2610-41037=2.9110Pa=29.1MPa85MPa-4IZd2.17100.0105選用的三根40a工字鋼能滿足抗彎強度、抗剪強度要求。(五) 地基驗算： *根據(jù)施工現(xiàn)場分析可知地基土為中密實度中砂土，根據(jù)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范，中密實度中砂土地基承載力為350KPa ?？紤]施工現(xiàn)場實際情況不同，取1.4的安全系數(shù)，地基承載力為250KPa 。如地基承載力不足，則采取措施進行處理?；A(chǔ)設(shè)計為長1.8米，寬1.8米，高為1.3米。則設(shè)計基礎(chǔ)承載力按810KN控制。凡在現(xiàn)澆箱梁貝雷支架內(nèi)力計算表中每根鋼管最大承受力超過810

21、KN的臨時支墩，增加鋼管數(shù)量使其滿足地基承載力。具體鋼管布置見設(shè)計圖。(六) 鋼管支墩的設(shè)計驗算：鋼管選用的是直徑600mm，壁厚16mm，計算可知軸心承載力可達6000KN, 完全能滿足承載力要求，因此只需分析受壓穩(wěn)定性，立柱每12米高用16槽鋼作為橫縱向聯(lián)系，計算自由長度取12m。則：第11頁YN風力12m12m12m鋼管慣性半徑：i=長細比：=D2+d2 0.207 4Li=1.012=58.1 0.207換算長細比：hx=hxy/23555.57穩(wěn)定系數(shù)查表得：0.898鋼管壓力以基礎(chǔ)設(shè)計承壓力計算：N810KN假設(shè)最大有10cm的偏心，那么軸心受壓彎距：M=Ne=81KNm風力荷載：

22、以右三聯(lián)橫橋向為例：深圳地區(qū)基本風壓值?。篧0=0.9KN/m2設(shè)計風速頻率換算系數(shù)：K1=1.0風載體型系數(shù)：箱梁：K2=1.3 鋼管支墩：K2=0.8風壓高度變化系數(shù)，取平均30m高度：K3=1.13地形、地理條件系數(shù)，山間谷地?。篕4=0.8右三聯(lián)橫向總風力：W=W箱梁+W鋼管1.01.31.130.80.9130.82.01.00.81.130.80.90.630106276.7124.2400.9KN平均每根鋼管受橫向風力：W400.9/106=3.78KN每根鋼管受橫向風力產(chǎn)生彎距，以30m計算：M=Ne=113KNm考慮最不利情況，偏心彎距與橫向風力彎距疊加：M194KNm第12

23、頁鋼管截面積：A=R2-r2=29.35103mm2鋼管抗彎截面系數(shù)：W=則鋼管支墩強度： ()(D32D4-d4=4.17106mm3 )NM810103194103=+=+3AW0.89829.35101.154.17106=30.740.5=71.2<215MPa立柱本身穩(wěn)定性能滿足要求。采用16槽鋼作為橫向、縱向聯(lián)系及斜撐，上下間距不大于12米，用螺栓栓接在鋼管抱箍上，在柱中與柱頂部用風纜固定，加大立柱的整體穩(wěn)定性。由于所有鋼管立柱的軸向壓力都不超過810KN，因此所有的鋼管立柱都能滿足穩(wěn)定性要求。(七) 撓度驗算：取左二聯(lián)5#-6#墩：為例，BC截面間撓度：梁體整體每延米體積為

24、：S=(18+50)2500.52+55254+60250.56+12025551304+60200.56+12020=113200mm2m3 q頂=11.3225=283KN V=11.321=11.325283124f=0.011m=11mm11-6384EI73842.1105.0099410 5q頂l4滿足規(guī)范要求的<L400=12400=30mm。支架剛度滿足要求。(八) 施工預拱度以右二聯(lián)中跨為例進行計算：1. 卸架后箱梁構(gòu)造本身的撓度：通過用公路橋梁結(jié)構(gòu)計算系統(tǒng)GQJS7.5計算，箱梁和橋面鋪裝產(chǎn)生的自重撓度與預應(yīng)力跨中撓度之和為：1=29mm第13頁2. 活載一半產(chǎn)生的撓

25、度：通過用公路橋梁結(jié)構(gòu)計算系統(tǒng)GQJS7.5計算，活載一半產(chǎn)生的跨中撓度大約為：2=3mm3. 支架在荷載作用下的彈性壓縮：貝雷片彈性壓縮最大為11mm,計算過程見上；鋼管最大壓力為810KN，取平均30m計算，產(chǎn)生的豎向變形為4mm，則：3=11+4=15mm4. 支架在荷載作用下的非彈性壓縮：非彈性壓縮采取預壓的方法事先消除。5. 支架基底在荷載作用下的非彈性沉陷：基礎(chǔ)沉降按公路施工手冊-橋涵估算，取：4=5mm則跨中預拱度設(shè)置值為：=1+2+3+4=29+3+15+5=52mm支架整體沉降量為：=3+4=15+5=20mm則右二聯(lián)中跨跨中設(shè)置52mm的預拱度,中跨其它部位以墩身兩端為20mm，按二次