鐵路橋梁門式橋墩支架施工方案課案

1、新建鐵路蘭州至烏魯木齊第二雙線（甘青段）uiLXS-13標(biāo)河口村1號特大橋門式橋墩蓋梁施工支架設(shè)計方案中國中鐵中鐵九局集團(tuán)有限公司LXS-13標(biāo)蘭新項目經(jīng)理部2010年12月4日新建鐵路蘭州至烏魯木齊第二雙線（甘青段）LXS-13標(biāo)河口村1號特大橋9門式橋墩蓋梁施工支架設(shè)計方案Tn編制:審核:審定:審批:編制單位：中鐵九局集團(tuán)有限公司編制時間：2010年12月4日_、工程概況河口村1號特大橋第187#橋墩、里程DK720+477.75第193#墩、里程DK702+626.19,設(shè)計為門式橋墩。門式橋墩是用來跨越油氣管線。門式墩的最大高度17.5m,門式橋墩承臺平面尺寸為9.2mX5.8m,門墩

2、橫截面尺寸為4mX2m,門墩蓋梁尺寸高2.6mX寬4mX長22m,兩個門墩最大跨度20iiio為保證門式墩跨越的輸油氣管線不受壓，門墩蓋梁擬采用大跨貝雷桁架梁支架施工方案。二、門式墩蓋梁大跨支架施工設(shè)計方案1、方案概況門式墩蓋梁施工支架采用直徑500nun鋼管支撐柱、雙層組合加強(qiáng)型貝雷桁架作為主承重梁、I45b型工字鋼作為橫向分布梁（長度不短于6m）、lOOnimXlOOnun木方楞、竹膠模板。門式墩蓋梁施工支架結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。間距3°切貝雷梁長毋00間距30cmsogw190承臺承臺!鋼管柱50S1500門墩150門墩00誓'尺寸單位cm580580XX2200蓋梁3

3、1120b,間距100cm隊腿一1PV002，圖桝擁Iffi目。06二«朋聯(lián)叔XXXXXXXXXIX乂3I45bTH/150么1201工字鋼長56皿圖2、門式墩蓋梁施工支架示意圖2、貝雷梁數(shù)量設(shè)計2.1、計算荷載 、蓋梁支撐部分自重蓋梁長度18m、高度2.6m、寬度4m。蓋梁鋼筋混凝土重度p=2.6t/m3o蓋梁自重Q1=18X2.6X4X2.6=486.72to 、模板、支架平臺、支架梁等施工荷載Q2=35%Ql=170.35t；根據(jù)施工經(jīng)驗，施工荷載按結(jié)構(gòu)自重的35%計列。 、結(jié)構(gòu)檢算荷載Q=K(Q1+Q2)=788.49to換算均布荷載q=Q/1800=438.05kg/cm。

4、荷載系數(shù)K取1.2。2.2、鋼管支撐柱承載力檢算鋼管支撐柱采用直徑0500imn壁厚t-lOniin鋼管。兩端共計4根支撐柱全部落在承臺上，支點間距4.36m、支點跨距1511K鋼管支撐柱的截面特性：截面慣性矩1=46220cm4；橫截面積A=153.938cm2；延米重量p=120.84kg/m；鋼管回轉(zhuǎn)半徑1=(1/A)05=17.33cnio初步擬定壓桿支撐高度H=1063cm。鋼管支撐柱支撐高度計算表蓋梁支架高度組成計算表單位模板厚2cm木楞10cmI20b工字鋼20cm加強(qiáng)型貝雷梁2X170cm支架降落支座30cmI45b工字鋼帽梁45Cm合計427cm蓋梁總高度1490cm鋼管支撐

5、柱高度1042cm鋼管長細(xì)比：A=H/r=61.33o依據(jù)入查得折減系數(shù)屮=0.76。支撐鋼管下端固定在承臺上，上端直接支頂降落支座。按一端固定、一端簡支狀態(tài)驗算。鋼材的彈性模量E=2.1X105MPa=2.1X106Kg/cm2；單根鋼管的軸心受壓支撐能力Per=単=84九（陽）-受壓自由系數(shù)卩取1。鋼管允許支撐力卩=屮Pct=644to檢算：一組支架共計布置4根鋼管，合計支撐力4P=2576t>>計算荷載Q=788.49to安全系數(shù)n=4P/Q=3.3倍，滿足結(jié)構(gòu)要求。2.3、主桁架梁（雙排雙層加強(qiáng)型）貝雷桁架梁承載了檢算2.3.1、貝雷桁架截面特性、物理力學(xué)參數(shù) 、通用單片長

6、3d）、高1.5m貝雷桁架參數(shù)截面慣性矩n=250500cm4；橫截面積Al=50.96cm2； 、雙加強(qiáng)型貝雷片采用雙排雙層加強(qiáng)型貝雷桁架組合梁。共計布置三組（其中兩邊各兩片，中間加一組3片長、15m）o上下加強(qiáng)型桁架組拼總高度340cm,組拼寬度36+54+36cm。雙排雙層加強(qiáng)型截面特性何特性結(jié)構(gòu)構(gòu)造W(cm3)I(cm4)A(cm2)雙排雙層加強(qiáng)30641.74596255.2457.6 、貝雷桁片力學(xué)性能現(xiàn)行國產(chǎn)貝雷桁片弦桿材料16鐳鋼，允許拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎應(yīng)力為1.3X210=273MPa；允許剪應(yīng)力為1.3X160=208MPa。節(jié)點穿銷采用30珞猛鈦鋼，允許拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎

7、應(yīng)力為0.85X1300=1105MPa；允許剪應(yīng)力為0.45X1300=585MPa。 、單片貝雷桁片幾何尺寸如圖6.1所示 、貝雷桁架不均勻受力的安全考慮按照相關(guān)貝雷桁架計算規(guī)范的要求，“三排單層貝雷的容許彎矩可按單排單層的乘以3再乘以不均勻系數(shù)0.9；雙排雙層的可按單排單層的乘以4再乘0.9；三排雙層的可按單排單層的乘以8再乘0.8o232、確定主桁梁貝雷桁架梁所需片貝雷桁架梁的受力簡圖如圖3所示。丄50-1500一150鋼管1鋼管218009二43805kg/cn>UHU-11貝雷梁1圖3、貝雷梁受力簡圖注：尺寸單位“計 、貝雷梁的撓度控制，按照“鋼結(jié)構(gòu)施工支架相關(guān)技術(shù)規(guī)范”要求

8、,控制撓度按照1/500,貝雷梁支撐跨度15m,最大撓度取f=3cmo 、鋼材的彈性模量E=2.1X105MPa=2.1X106Kg/cm2； 、根據(jù)均布荷載一簡支梁跨中撓度計算公式：384EI4 、所需慣性矩，由撓度計算公式匚=出，求得：384EI5ql4EI=384EQ=5x438.05xi5004=458339lcm'o384x2100000x3 、所需貝雷梁片數(shù)n二工1/1=1,考慮不均勻受力系數(shù)卩=0.8,取n二2組(組合貝雷桁梁)。 、組合貝雷桁架主梁的布置布置在門式墩柱兩側(cè)各一組2. 3.3、貝雷桁架梁彎曲抗拉強(qiáng)度核算 、依據(jù)貝雷梁受力如圖3所示，求得跨中最大彎矩：M=a

9、x=118273500kg-cm； 、貝雷梁最大彎曲拉應(yīng)力amax=Mmax/SW=1930kg/cm2193Mpa；小于16鐳鋼允許拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎應(yīng)力273MPa；4 、核算跨中最大撓度fc=1.5cm二15mm,計算結(jié)構(gòu)不超標(biāo)。384EI以上檢算結(jié)果滿足施工支架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。 、貝雷桁架的腹桿抗壓屈服強(qiáng)度較低，經(jīng)驗算加強(qiáng)型貝雷片每個支撐端承載能力為P=494.3KN,按此能力所需貝雷桁架數(shù)量n=(15Q4-184-2)一49.43=6.65,取7片。2.4、I45b工字鋼帽梁 支撐跨度L=4.36m=436cm。 承擔(dān)荷載q=357.1kg/cm。施工荷載按梁重Q1的15%,荷載系數(shù)

10、K取1.2。 跨中撓度f=400/500=0.8cm,按1/500控制。f5ql4 、所需慣性矩，由撓度計算公式匚=面石，求得：5ql45x357.1x4004384E(=384x2100000x0.8=70853cm5o 、所需貝雷梁片數(shù)n=EI/11=70853cm4/33760cm4=2.1,取n二3根。Ii5bI字鋼截面慣性矩Il=33760cm4o2.5、I20b工字鋼橫向分布梁I灑工字的強(qiáng)度和撓度檢算滿足要求，檢算略。分布布置在18m跨度內(nèi)，布置20根I20b工字鋼，布置間距95cm。2.6、lOOnmiXlOOnun木方楞lOOnnnXlOOnun木方楞，以滿足模板安裝為基準(zhǔn)。布

11、置間距不大于50cnio2. 7、蓋梁的模盒一模板結(jié)構(gòu)依據(jù)現(xiàn)場資源條件，另行補(bǔ)充完善方案設(shè)計。模板可采用竹膠模板，或者采用組合鋼模板。3、支架結(jié)構(gòu)設(shè)計簡圖3.1、蓋梁施工支架結(jié)構(gòu)布置簡圖如圖2所示。17580承臺.580注=1、尺寸單位：cm2.120b工字鋼長56m圖2.門式墩蓋梁施工支架示意圖2001500門墩門墩150150IgI20U2200蓋梁間距30cm7電'31120b,間距100cm/7*間疤心貝雷梁長2W0XX£乂X)<|XXXM3145b工字鋼帽梁聯(lián)軀t2<190ii_承臺002一1903.2、鋼管支撐柱布置位置如圖4所示。圖4、鋼管支撐柱平面

12、位置示意圖注：尺寸單應(yīng)5計。33、支架落架支座結(jié)構(gòu)示意圖一圖5。落架支座正面示意圖k本西比例示暫尺寸單位以臨計。2本支座來用“罰、A3飯制作°3、本克座垂直箕揮能力應(yīng)滿足30就。4、為確保支座殺載能力.上下座板和左右支揮板內(nèi)夾層增加加»<>N3®32檸丸煤紋枚桿長度不小于6血0落架支座側(cè)視圖圖5、支架降落支座結(jié)構(gòu)示意圖34.支架落架照片一參考照片一圖6。*x.i'iihLllUuUM加燦dl/lA1齟以iwrtfifflin圖6、支架降落支座參考照片35、組合橫梁橫向支撐加支架結(jié)構(gòu)示意圖一圖7。利用120b工字鋼橫梁、-X600匕結(jié)構(gòu)連接處均采

13、用焊接;3、全支架每3肺置一處e圖J桁梁橫向支撐加固支架結(jié)構(gòu)示意圖3. 5、鋼管支撐柱橫向加固結(jié)構(gòu)示意圖一圖8。兩端局部需焊接10mm厚肋飯，以增加局部承載力承受能力。蓋板50X50XI436蓋板50X50XIX09X09軍耀刨權(quán)3根145閑梁.L-6mWWCMgI圖8.鋼管支撐柱橫向加固結(jié)溝示意圖注尺寸單位5計結(jié)檢連接采用焊接G3. 6、蓋梁支撐架橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖一圖9?？v向貝雷桁架梁共計采用3組5片雙層加強(qiáng)型桁架。其中兩邊各放置2組27m長雙層貝雷桁架梁.中間放置3組15m長雙層貝雷桁架梁。120工字鋼橫梁(2*3十2貝宙析粟集$g代POToe>5承臺圖9、蓋梁支架橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖3

14、7、鋼管支撐柱底座頂帽結(jié)構(gòu)示意圖一圖10。N2飯600X600X20平面投影圖承臺鉆孔650,溢漿張同sm帽柱底座結(jié)構(gòu)尺寸圖尺寸單位0TX001FXS2OZX009X0095J2N孔4>38ss覇蠱W豆M>閣10、鋼管柱底座、頂惘結(jié)構(gòu)示意圖三、支架施工注意事項及保證措施1、加強(qiáng)組合貝雷桁架梁的橫向穩(wěn)定性，防止側(cè)向屈穩(wěn)。加固措施：兩組桁架間架設(shè)3道橫向連接間隔支撐桁架，分別安放在跨中和兩個鋼管支撐柱附近處。間隔加固支架桁架參考圖7制作，高340cm、凈寬400cm。間隔加固支架與桁架間的空隙使用墊飯?zhí)钊麌?yán)密。貝雷梁要與墩柱貼住放置，使用120工字鋼或者槽鋼做夾板、配備（p32精軋螺紋

15、拉桿拉緊，抱住、夾緊墩身。2、貝雷桁架梁桿件組裝，對有彎曲、銹蝕嚴(yán)重、電焊燒傷嚴(yán)重、桿件接頭開焊的應(yīng)不得使用；兩層桁架間弦桿應(yīng)連接牢固，使其成為一體。3、在兩組貝雷桁架梁安裝和拆卸過程，要注意另一棍翻倒事故。應(yīng)在墩身上進(jìn)行單獨棍片的拉結(jié)栓牢措施。4、I45b工字鋼平臺兩端有懸臂，在端部安放兩根小槽鋼，將所有I45b工字鋼橫梁連成一體，并與貝雷梁捆扎牢固，防止傾覆事故。5、貝雷梁落架使用支架降落支座，要求每個支座支撐能力達(dá)到300噸。制作后，應(yīng)先在壓力機(jī)上試驗檢驗，達(dá)不到要求，增加肋飯加固。6、鋼管支撐柱橫向穩(wěn)定按圖8設(shè)置剪刀撐；縱向穩(wěn)定：在柱頂與貝雷梁間，利用（P32精軋螺紋鋼所固、拉緊。約束鋼管柱產(chǎn)生縱向位移。7、支架沉落量，根據(jù)結(jié)構(gòu)計算結(jié)果，可以按2030mm預(yù)留。8、大跨蓋梁混凝土澆注過程，以及預(yù)應(yīng)力張拉后，蓋梁的收縮和壓縮,都會使得墩柱向內(nèi)彎曲位移，從而造成墩柱的彎曲次應(yīng)力。要及時和設(shè)計溝通，了解設(shè)計意圖。弄清楚是否在施工方案中采取相應(yīng)的防治方案。9、支架預(yù)壓荷載，在18米范圍內(nèi)按結(jié)構(gòu)檢算荷載Q=788.49t進(jìn)行預(yù)壓。10、本方案是按照18