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，LXS-13標(biāo)河口村1號特大橋門式橋墩蓋梁施工支架設(shè)計(jì)方案中國中鐵中鐵九局集團(tuán)有限公司LXS-13標(biāo)蘭新項(xiàng)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號特大橋門式橋墩蓋梁施工支架設(shè)計(jì)方案編制:審核:審定:審批:編制單位：中鐵九局集團(tuán)有限公司編制時(shí)間：2010年12月4日一、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(jì)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,門墩橫截面尺寸為

2、4mX2m,門墩蓋梁尺寸高2.6mX寬4mX長22m,兩個(gè)門墩最大跨度20m。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。門式橋墩外形尺寸如圖1所示。二、門式墩蓋梁大跨支架施工設(shè)計(jì)方案1、方案概況門式墩蓋梁施工支架采用直徑500111111鋼管支撐柱、雙層組合加強(qiáng)型貝雷桁架作為主承重梁、145b型工字鋼作為橫向分布梁（長度不短于6m）、1OOnuiiX1OOnmi木方楞、竹膠模板。9門式墩蓋梁施工支架結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。回距30s貝雷梁長2700施 * 酬 z間距30cm2 CN區(qū)。匚 XZSZ一 S2 brtaw域嵯自Qo 61H幗4M摳門2200蓋梁31

3、120，間距 100承臺580注：1、尺寸單位二cm2、120b工字鋼長56m150o門墩00 22003145b工字擁帽梁，1500150圖2、門式墩蓋梁施工支架示意圖2、貝雷梁數(shù)量設(shè)計(jì)2.1、 計(jì)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/m蓋梁自重QI=18X2.6X4X2.6=486.723、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(yàn)，施工荷載按結(jié)構(gòu)自重的35%計(jì)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/cmo荷載系數(shù)K取1.2。2.2、

4、 鋼管支撐柱承載力檢算鋼管支撐柱采用直徑500mm、壁厚“0mm鋼管。兩端共計(jì)4根支撐柱全部落在承臺上，支點(diǎn)間距4.36m、支點(diǎn)跨距15m。鋼管支撐柱的截面特性：截面慣性矩1=46220cm4；橫截面積A=153.938cnf；延米重量p=120.84kg/m；鋼管回轉(zhuǎn)半徑r=(I/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(jì)算表蓋梁支架高度組成計(jì)算表單位模板厚2cm木楞10cm120b工字鋼20cm加強(qiáng)型貝雷梁2X170cm支架降落支座30cm145b工字鋼帽梁45Cm合計(jì)427cm蓋梁總高度1490cm鋼管支撐柱高度1042cm鋼管長細(xì)比：A=H/

5、r=61.33o依據(jù)入查得折減系數(shù)ip=0.76o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(yàn)算。鋼材的彈性模量E=2.1*10加&=2.IXlOTg/cmZ；單根鋼管的軸心受壓支撐能力Pci=2L=847to（網(wǎng)）-受壓自由系數(shù)B取1。鋼管允許支撐力P=ipPer=644to檢算：一組支架共計(jì)布置4根鋼管，合計(jì)支撐力4P=2576t>>計(jì)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3m、高1.5m貝雷桁架

6、參數(shù)截面慣性矩Il=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(jì)布置三組（其中兩邊各兩片，中間加一組3片長、15m）。上下加強(qiáng)型桁架組拼總高度340cm,組拼寬度36+54+36cmo雙排雙層加強(qiáng)型截面特性結(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缽鋼，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(diǎn)穿銷采用30格缽鈦鋼，允許拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎應(yīng)力為0.85X1300=1105

7、MPa；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(jì)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0.8o2.3.2、 確定主桁梁貝雷桁架梁所需片數(shù)貝雷桁架梁的受力簡圖如圖3所示。、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,控制撓度按照1/500,貝雷梁支撐跨度15m,最大撓度取、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(jì)算公

8、式：fc=L384EI、所需慣性矩，由撓度計(jì)算公式求得：384EI5ql4£1=384ER=5X438.05X15004=458339110384x2100000x3、所需貝雷梁片數(shù)n=El/I=l,考慮不均勻受力系數(shù)P=0.8,取n=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：MMX=118273500kg-cm；、貝雷梁最大彎曲拉應(yīng)力O_=Mmax/LW=1930kg/cm2193Mpa;小于16鎰鋼允許拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎應(yīng)力273MPa；、核算跨中最大撓度二=包二=1.

9、5cm=l5mm,計(jì)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(jì)要求。、貝雷桁架的腹桿抗壓屈服強(qiáng)度較低，經(jīng)驗(yàn)算加強(qiáng)型貝雷片每個(gè)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)49.43=6.65,取7片。2.4、 145b工字鋼帽梁支撐跨度L=4.36m=436cmo承擔(dān)荷載q=357.1kg/cm。施工荷載按梁重Q1的15%,荷載系數(shù)K取1.2?？缰袚隙萬=400/500=0.8cm,按1/500控制。、所需慣性矩，由撓度計(jì)算公式即不，求得：5ql45X357.1X400i1£I=384ER=384x2100000x0,8=70

10、853cmlo、所需貝雷梁片數(shù)n=El/Il=70853cm'/33760cm4=2.1,取"3根。1供工字鋼截面慣性矩Il=33760cm4o2.5、 120b工字鋼橫向分布梁1 .工字的強(qiáng)度和撓度檢算滿足要求，檢算略。分布布置在18nl跨度內(nèi),布置20根120b工字鋼，布置間距95cm。2.6、 lOOmmX100mm木方楞lOOnmiXlOOnun木方楞，以滿足模板安裝為基準(zhǔn)。布置間距不大于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(jì)。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(jì)簡圖3.1、 蓋梁施工支架結(jié)構(gòu)布置簡圖如圖2所

11、示。15間距30cm,間距30cm貝雷梁長27002200恒彰蟹z一31120b,|距100cm/7.墩20000sms=-ZW0I微制趣戰(zhàn)白。06blM劑M似2.120b工字鋼長56m圖2、門式墩蓋梁施工支架示意圖3.2、 鋼管支撐柱布置位置如圖4所示。圖4、管支撐柱平面位置示意圖注：尺寸單位C計(jì)。3. 3、支架落架支座結(jié)構(gòu)示意圖一圖5。3.4、支架落架照片一參考照片一6o3.5、組合橫梁橫向支撐加固支架結(jié)構(gòu)示意7o利用120b工字用慢里.、6001、尺寸單位：cm計(jì)；2.結(jié)構(gòu)連接處均耒用焊卷;3、全支架亙3跖置一處v*刈崇瞥浜譽(yù)me圖7、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

12、向加固結(jié)構(gòu)示意圖一圖8。兩端局部需焊接10mm厚肋鎖,以增加局部承載力承受能力。需收50X50xi3根145所梁1,-6m436“蓋板50X50X1境qKzetsKs隼3混圖8.鋼管支撐柱橫向加固結(jié)構(gòu)示意圖江，尺寸單位s計(jì).結(jié)構(gòu)連接來用焊接.3.6、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(jì)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IG弗鄧z百(6匚X Z7T9V ZMH日。6UT旭明出似<23,2）貝宙桁耍榮承臺17圖9.孟梁支架橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖注s尺寸單位。持|。3. 7、鋼管支撐柱底座頂帽結(jié)構(gòu)

13、示意圖一圖10。平BI投圖用時(shí)倍忖底庫結(jié)構(gòu)尺寸圖N2依 600X600X20年君南E38OZXOO9XOO95PINozxoglxozb1*110.鋼管柱底座、頂幅結(jié)構(gòu)示意性1三、支架施工注意事項(xiàng)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(gè)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板填塞嚴(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

14、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，要注意另一根翻倒事故。應(yīng)在墩身上進(jìn)行單獨(dú)桶片的拉結(jié)栓牢措施。4、145b工字鋼平臺兩端有懸臂，在端部安放兩根小槽鋼，將所有145b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(gè)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(yàn)檢驗(yàn)，達(dá)不到要求，增加肋銀加固。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(jì)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(shí)和設(shè)計(jì)溝通，了解設(shè)計(jì)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18m跨度、17.5m墩柱設(shè)計(jì)的。不