橋梁臨建及梁場綜合培訓(xùn)講義

中鐵七局三公司綜合培訓(xùn)橋梁篇——臨建及梁場昆樞二經(jīng)部：張志躍引言:在橋梁施工中每道工序（樁基、承臺、墩臺、梁體）均有輔助結(jié)構(gòu)及相關(guān)的計算。如何將輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計的簡單實用，經(jīng)濟節(jié)約，并能保證作業(yè)安全，是技術(shù)人員的責(zé)任。設(shè)計輔助結(jié)構(gòu)必須有一個簡單的思路，必須將荷載形式、地基條件及材料性能進有機的聯(lián)系，然后進行相關(guān)驗算，力求安全、高效，節(jié)約。結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路——圖式荷載分析（連續(xù)梁、掛籃、龍門吊、拌和站、運梁車等）臨時結(jié)構(gòu)形式（滿堂支架、鋼管柱、預(yù)制樁、換填、擴大基礎(chǔ)、鋼板樁等）地基條件（粘土、沙土、膨脹土、水田塘、黃土、淤泥土等）材料情況（新購材料、已有材料、改造材料、運距、單價、租費、丟失的難易程度、重復(fù)利用及再次改裝）相關(guān)基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備材料力學(xué)：抗彎、抗扭、抗剪、抗拉、壓桿穩(wěn)定計算，簡單的組合荷載計算等；結(jié)構(gòu)力學(xué)：靜定結(jié)構(gòu)、超靜定結(jié)構(gòu)、位移法、力法，最不利荷載確定；土力學(xué)：土的相關(guān)力學(xué)性質(zhì)，地基承載力，庫侖力計算，基礎(chǔ)計算；建筑材料、混凝土設(shè)計原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理；相關(guān)規(guī)范。第一部分：橋梁輔助結(jié)構(gòu)1、掛籃0號塊施工；2、滿堂支架連續(xù)梁；3、管柱、樁基礎(chǔ)、擴大基礎(chǔ)相關(guān)結(jié)構(gòu)；4、拌和站規(guī)劃。1、掛籃“0”號塊施工

對比鋼管柱的數(shù)量，左邊為18根鋼管柱，右邊為6根，澆筑后，結(jié)構(gòu)均滿足施工要求。兩種“0”號塊參數(shù)對比

方案體積長度梁寬鋼管柱鋼管柱型號錫澄運河掛籃0#塊159.629m6.518根Φ609*16mm中寶鐵路掛籃0#塊240.7112m6.46根Φ609*16mm對比分析1、方案套用十九局錫澄運河方案，沒有進行認真的分析；2、計算模型及檢算模式存在偏差，把不應(yīng)計算在支柱承載的重量計入；3、計算簡圖和實際受力結(jié)構(gòu)存在較大出入。計算范圍計算范圍計算范圍計算范圍縱梁計算簡圖計算荷載圖式彎矩、剪力圖式鋼管支柱計算說明根據(jù)縱梁計算可以把支柱支點反力求出計算過程：首先計算鋼管柱的截面特性及慣性矩；分析鋼管柱的固結(jié)方式；分析計算鋼管柱的長細比特性；運用合理的公式進行截面驗算強度；合格滿足要求，不合格則再進行材料選擇或固結(jié)方式的改變。滬寧城際十九局局掛籃——超安全對于高墩也可三三角錨固支架掛籃“0”號塊施工小結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)受力分析要要準(zhǔn)確，分析透透徹；計算模型合理；；計算從上而下計計算，先橫梁、、縱梁、再橫梁梁（與柱連接）），最后計算支支柱承載力；通過上述討論，，技術(shù)工作在成成本節(jié)約，現(xiàn)場場安全卡控（少少吊裝，少高空空作業(yè)）等方面面均起到了很大大的作用。2、滿堂支架連續(xù)梁梁在連續(xù)梁的施工工中如何實現(xiàn)橋橋梁結(jié)構(gòu)與地面面荷載的傳遞；；如何將原始地基基處理后才能滿滿足支架承載力力的要求；如何采用“綜合合最優(yōu)”方案完完成澆筑的要求求。規(guī)劃錫澄運河：：異形支架+碗口支架+貝雷片+鋼管樁方案碗口支架間距以以60×90cm為主，腹板位置置為30×30cm，鋼管樁縱向間間距9米，鋼管柱深度度約18米（根據(jù)承載力力試打）。江海路異形支架+碗口支架+貝雷片+擴大基礎(chǔ)方案鋼管柱間距2米，跨距12米。十九局八工區(qū)：：異形支架+碗口支架+掃地方木+混凝土硬化方案案碗口支架間距：：腹板位置30×60cm，其余均為60×60cm。天興洲灄口左線線2號橋：門式支架架+掃地方木+混凝土硬化方案案門式支架間距：：縱向90cm，橫向1.2+90+45（90套搭）cm南京三橋：碗口口支架+掃地方木或廢舊舊模板方案碗口支架間距：：縱向90cm，橫向120+2×90+4×60（腹板位置）+3×90cm南京三橋三航局局：門式支架+掃地木板方案幾個為什么、幾幾個疑問為什么幾幾種方案案支架間間距差別別這么大大？為什么地地基處理理形式各各不相同同？在采用門門式支架架、碗口口支架，，那個更更便于管管理？不同的方方案均滿滿足了施施工要求求，那個個更節(jié)省省，更有有效益？？應(yīng)該如何何進行方方案的編編制，如如何進行行荷載的的計算和和材料的的選擇？？幾種方案案說明：：規(guī)劃錫澄澄運河方方案：因因連續(xù)梁梁地基處處于老河河塘，淤淤泥深度度達3~6米，承載載力達不不到荷載載要求，，另外換換填費用用太高，，所以選選擇了鋼鋼管樁方方案。另外幾種種方案主主要是從從支架間間距、地地基處理理方式、、支架采采用的形形式，那那種最節(jié)節(jié)約、最最省錢、、最容易易管理方方面進行行考慮分分析。支架的間間距、支支撐桿件件數(shù)量的的計算應(yīng)應(yīng)該作為為重點進進行分析析，要能能夠計算算支撐桿桿件的數(shù)數(shù)量，不不能因為為超安全全而引起起不必要要的浪費費。地基處理理方式種種類很多多，不能能盲目采采用，必必須先計計算清楚楚上部的的荷載要要求，清清楚荷載載傳遞方方式，進進行有效效的計算算，然后后確定合合理的處處理方式式。方案編制制的基本本思路梁體的重重量多少少方混凝凝土，總總噸位是是多少，，荷載的的橫向分分布和縱縱向分布布圖式；；承載方式式（門式式、碗口口式、鋼鋼柱式）），桿件件的承載載能力每每根多少少噸，總總共需要要多少根根桿件承承載（總總數(shù)）；；根據(jù)荷載載橫、縱縱向分布布圖式進進行桿件件的配置置及間距距的確定定；根據(jù)每根根桿件的的承載力力和每根根桿件在在地基上上有效荷荷載面積積，校核核地基承承載力是是否滿足足；不滿足的的情況下下，采用用何種方方式進行行擴大，，處理。。橫向荷載載圖式（（縱向荷荷載省略略）圖中為兩兩個斷面面的荷載載形式，，紅線的的高度表表示荷載載的大小小和集中中情況，，荷載的的重量=高度（米米）×寬度（米米）×2.5噸/m3。根據(jù)噸噸位進行行桿件數(shù)數(shù)量配置置。根據(jù)荷載載形式配配置桿件件縱向圖桿件配置置的原則則滿足桿件件自身結(jié)結(jié)構(gòu)承載載力的要要求，每每根桿件件不能超超過自身身的容許許承載力力；從經(jīng)濟因因素考慮慮桿件的的配置不不能越多多越好，，要達到到經(jīng)濟合合理，節(jié)節(jié)約成本本。桿件承載載力向地地基傳遞遞計算圖圖式先明確地地基承載載力是60kpa、90kpa、120kpa，即每平平米可承承載6噸、9噸、12噸，可查查圖紙或或現(xiàn)場測測試；根據(jù)桿件件的承載載力計算算所需地地基的面面積；根據(jù)現(xiàn)場場計算擴擴大面積積，兩個個面積進進行對比比，計算算擴大面面積＞承承載力所所需面積積，則滿滿足要求求，不滿滿足則另另行處理理地基。。可采用用換填或或壓實的的方式。。地基處理理的方式式討論根據(jù)左圖圖，地基基承載力力面積與與地基處理理厚度、、擴散角角、承重重結(jié)構(gòu)寬寬度和承承重結(jié)構(gòu)構(gòu)長度有關(guān)，所所以要增增加地基基承載力力就要從從這幾個個方面入入手。關(guān)于混凝凝土硬化化地基的的思考根據(jù)以上上討論可可以思考考現(xiàn)在連連續(xù)梁普普遍采用用混凝土土硬化實實際作用用；混凝土的的擴散角角為45°，經(jīng)過傳傳力只能能達到與與厚度相相等的寬寬度，中中間部分分全部浪浪費，對對結(jié)構(gòu)安安全和成成本沒有有起到應(yīng)應(yīng)有的貢貢獻；混凝土只只起到了了表面封封水的作作用，但但實際效效果往往往不好；；門式支架架與碗口口支架優(yōu)優(yōu)越性對對比門式支架架承載力力大，，，搭設(shè)速速度快，，單片重重量大并并不容易易丟失，，現(xiàn)場容容易管理理。碗口支架架承載力力小，搭搭設(shè)速度度慢，成成型結(jié)構(gòu)構(gòu)晃動大大，單根根重量輕輕，容易易丟失和和損壞，，不利于于現(xiàn)場管管理。討論結(jié)果——最佳方案案門式支架架搭設(shè)圖圖碗口支架架搭設(shè)圖圖門式支架架應(yīng)用（（一）門式支架架應(yīng)用（（二）門式支架架應(yīng)用（（三）3、管柱、、樁基礎(chǔ)礎(chǔ)、擴大基礎(chǔ)礎(chǔ)相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)管柱基礎(chǔ)礎(chǔ)、樁基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)用用實例；；管柱基礎(chǔ)礎(chǔ)、樁基基礎(chǔ)設(shè)計計方法；；管柱基礎(chǔ)礎(chǔ)、樁基基礎(chǔ)承臺臺的設(shè)計計方法；；換填、擴擴大基礎(chǔ)礎(chǔ)的應(yīng)用用實例；；擴大基礎(chǔ)礎(chǔ)的設(shè)計計方法、、地基改改良思路路和原則則應(yīng)用實例例——棧橋基礎(chǔ)礎(chǔ)應(yīng)用實例例——天興洲制制梁、滑滑梁基礎(chǔ)礎(chǔ)應(yīng)用實例例——鄭西、滬滬寧制、存梁梁基礎(chǔ)應(yīng)用實例例——規(guī)劃錫澄澄運河滿滿堂支架架基礎(chǔ)管柱基礎(chǔ)礎(chǔ)、樁基基礎(chǔ)計算算步驟1、分析上上部荷載載情況，，各樁如如何承載載，該步步與掛籃籃“0”號塊基基本相似似；2、分析基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)形式，，基礎(chǔ)寬寬度、長長度，預(yù)預(yù)計的樁樁數(shù)量、、樁徑，，根據(jù)規(guī)規(guī)范及現(xiàn)現(xiàn)場確定定樁距；；3、分析地地層結(jié)構(gòu)構(gòu)性質(zhì)，，取好計計算系數(shù)數(shù)和計算算參數(shù)；；4、根據(jù)單單樁荷載載計算樁樁長，并并驗算安安全系數(shù)數(shù)是否滿滿足規(guī)范范要求；；5、根據(jù)規(guī)規(guī)范構(gòu)造造要求設(shè)設(shè)計承臺臺或貫梁梁，并進進行相關(guān)關(guān)承臺計計算確定單樁樁承載力力（一）根據(jù)上部部結(jié)構(gòu)荷荷載總量量和基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的的大小，，布置樁樁的數(shù)量量，確認認樁徑、、樁距。。確定單樁樁承載力力（二））確定單樁樁承載力力（三））確定單樁樁承載力力（四））確定單樁樁承載力力（五））根據(jù)以上上公式及及參數(shù)取取值，在在樁基選選擇方面面優(yōu)先級級為右圖圖所示；；在鄭西制制、存梁梁臺座樁樁基采用用“干作作業(yè)”；；在滬寧城城際制、、存梁臺臺座采用用“預(yù)制制樁”。。沉管法干作業(yè)預(yù)制樁水下作業(yè)業(yè)法鐵路規(guī)范范——確定單樁樁承載力力鐵路規(guī)范范——確定單樁樁承載力力兩者對比比：鐵路規(guī)范范直接引引人安全全系數(shù)1/2，即2倍的安全全系數(shù)，，對臨時時結(jié)構(gòu)太太保守；；鐵路側(cè)阻阻系數(shù)取取值較小小，且樁樁端承載載力計算算太小，，與建筑筑規(guī)范相相差太大大；鄭西滎陽陽制梁場場在設(shè)計計計算中中采用了了《建筑樁基基規(guī)范》，為公司司節(jié)約成成本約500萬元。濕陷性黃黃土地區(qū)區(qū)建筑規(guī)規(guī)范——單樁承載載力計算算公式承臺的設(shè)設(shè)計方法法承臺應(yīng)滿滿足構(gòu)造造要求。?！督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)規(guī)范》第22~24頁，《鐵路橋涵涵地基和和基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范范》第29~31頁，并參參閱條文文說明。。承臺計算算參閱《建筑樁基基技術(shù)規(guī)規(guī)范》第62~72頁，有受受彎、受受沖切、、受剪切切和局部部受壓計計算。換填、擴擴大基礎(chǔ)礎(chǔ)的應(yīng)用用——鄭西龍門門吊基礎(chǔ)礎(chǔ)地基改良良、擴大大基礎(chǔ)應(yīng)應(yīng)用——鄭西制梁梁臺座地基改良良、擴大大基礎(chǔ)應(yīng)應(yīng)用——滬寧制梁梁臺座擴大基礎(chǔ)礎(chǔ)的設(shè)計計方法、、地基改改良思路路和原則則首先應(yīng)明明確基礎(chǔ)礎(chǔ)的受力力結(jié)構(gòu)，，地基的的承載能能力，然然后根據(jù)據(jù)基礎(chǔ)受受力計算算地基的的面積；；根據(jù)受力力面積的的大小和和基礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)的大大小，選選擇合適適的改良良方式，，主要從從節(jié)約成成本方面面和快速速有效兩兩方面考考慮例如：在鄭鄭西黃土龍龍門吊基礎(chǔ)礎(chǔ)采用強夯夯，在滬寧寧軟土基礎(chǔ)礎(chǔ)采用原土土加碎石的的泥結(jié)碎石石方式，在在碎石供應(yīng)應(yīng)緊張的情情況下，還還采用了磚磚塊的方式式。滬寧城際制制梁臺座中鐵十九局局滬寧城際際——制梁臺座中鐵十九局局滬寧城際際——存梁臺座地基處理的的簡單計算算——舉例龍門吊軌道道基礎(chǔ)計算算900噸運梁車輪輪壓計算圖圖4、拌和站規(guī)規(guī)劃混凝土拌合合流程圖拌和站規(guī)劃——鄭西客專拌和站規(guī)劃——一局蒙河線線拌和站規(guī)劃劃——中交蘇州梁梁場拌和站規(guī)劃劃應(yīng)考慮的的因素考慮與施工工總體混凝凝土量因素素，盡量減減少混凝土土運輸距離離，并考慮慮進料方便便；料倉考慮檢檢查沖水的的要求，坡坡度最好向向后下坡，，保證料倉倉前不積水水；根據(jù)地形條條件設(shè)置拌拌合區(qū)、料料倉（堆料料區(qū)）計量量區(qū)標(biāo)高，，盡量減少少裝載機上上坡、舉斗斗，減少上上料安全隱隱患，并減減少油耗；；各個區(qū)域坡坡度選擇合合適，場內(nèi)內(nèi)不能積水水。拌和站——排水情況對對比拌和站規(guī)劃劃——計量料斗高度對比拌和站——根據(jù)地形設(shè)設(shè)置第二部分：：大小梁場場規(guī)劃1、梁場規(guī)劃劃實例；2、梁場規(guī)劃劃考慮的因因素3、梁場規(guī)劃劃要求梁場規(guī)劃實實例——天興洲梁場場特點：最小小、地基處處理最復(fù)雜雜（魚塘））、設(shè)備最最集中、具具有始祖的的意思。梁場規(guī)劃實實例——天興洲梁場場橫斷面圖圖梁場規(guī)劃實實例——鄭西滎陽梁梁場特點：最大大、梁型最最多、數(shù)量量最大、地地基處理方方式最多，，具有創(chuàng)新新意義。梁場規(guī)劃實實例——滬寧惠山梁梁場特點：規(guī)劃劃最緊湊、、較合理，，鋼筋場最最近，最省省力的梁場場，具有克克服大梁場場缺點意義義。梁場規(guī)劃實實例——滬寧惠山梁梁場平面圖圖梁場規(guī)劃實實例——昆明晉寧梁梁場特點：緊湊湊、占地小、設(shè)備配置合合理、拌和和站規(guī)劃合合理（最近近），最省省設(shè)備。梁場規(guī)劃實實例——石武南梁場場特點：規(guī)劃劃緊湊、有有效利用現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)備、、實現(xiàn)混凝凝土直接泵泵送，不用用罐車運輸輸。梁場規(guī)劃實實例——京滬中交梁梁場梁場規(guī)劃實實例——中交蘇州梁梁場梁場規(guī)劃實實例——四局九江梁梁場梁場規(guī)劃實實例——四局九江梁梁場橫斷面面梁場規(guī)劃考考慮的因素素根據(jù)梁型、、制梁數(shù)量量、工期考考慮制、存存梁臺