鐵路箱梁貝雷梁支架施工方案

貝雷梁支架5.1貝雷梁支架施工5.1.1、貝雷梁支架布置24m和32m跨支架布置24m簡支梁支墩在靠近墩身處的承臺上各設一個，跨中也設置一個支墩，其布置為10.4m+10.4m。32m簡支梁除在靠近墩身處的承臺上各設置一個外，在跨中設置兩個支墩，其布置為9.45m+9.6m+9.45m。貝雷梁支架系統(tǒng)貝雷梁支架是針對鐵路客運專線雙線整孔箱梁施工而設計，主要由側模、內模、底模及分配梁、單層貝雷梁、［36b橫向分配梁、砂筒、I25工字鋼、貝雷梁支墩及連接件、支墩基礎及梯子平臺等組成。a、基礎：為確保不破壞坡面的穩(wěn)定性，支墩基礎開挖及平整盡量減小對坡面的影響。坡體是否會發(fā)生滑移要先根據設計圖紙上的地質情況進行判斷，然后現(xiàn)場進行實地考察，是否存在順層，坡體是否具有自穩(wěn)能力及坡體巖土特性來判斷。特殊不穩(wěn)定地段進行打入鋼管和堆砌沙袋進行加固處理，以防止坡面發(fā)生滑移而危及支墩的安全。支架搭設前要進行地基處理，地基承載力必須達到163Kpa，支墩基礎若是風化巖層，只需澆筑30cm厚C25條形基礎，基礎頂層設置一層鋼筋網片防裂，一般地質情況都應該在地基承載力滿足要求后，在其上澆注長13m,寬3m，厚度不小于50cm的C25條形基礎，基礎底層和頂層各設一層鋼筋網片。淤泥質地段可通過拋石擠淤或清除淤泥，然后換填石渣進行處理后，再澆筑長13m，寬3m，厚度不小于50cm的C25條形基礎，基礎底層和頂層各設一層鋼筋網片。貝雷梁支墩在承臺處挑出承臺部分，受力較小，也需將地基每30cm分層夯實處理后鋪設路基板。b、 支墩支墩起著將支架荷載和施工工作荷載傳到基礎的作用。中間支墩對于24米箱梁中間采用一個支墩，對于32米梁中間設置2個支墩。中間支墩采用三品貝雷架疊加做支撐，兩端墩邊支墩采用兩品貝雷架疊加做支撐，支墩靠近墩身附近的應用頂托頂住墩身，墩身外側部分用槽鋼或鋼管豎向每6m對拉，墩高小于6m按6m考慮，頂上安放雙125工字鋼做砂箱底座，工鋼橫向間距1.5m,頂部通過三道橫向①16鋼筋點焊。柳南南陽雙線特大橋9#、18#-20#墩高于20m,柳南南陽雙線大橋2#、3#墩墩高高于20m,南廣南陽1#大橋7#墩墩高高于20m,南廣南陽2#雙線大橋3#、4#墩墩高高于20m,五座橋合計有9個墩墩高超過20m。對于墩高超過20m的梁，支墩之間每8m高用縱鋼管桁架或角鋼桁架進行剛性連接,并且通過風繩斜拉。要求支墩上的砂箱作為支點應支承在貝雷梁縱梁下弦桿的節(jié)點上,而不應支承在節(jié)點以外的下弦桿中部。相鄰墩不等高時,只需調節(jié)支墩高度,高度通過底部墊工鋼和貝雷梁層數(shù)調節(jié)。為了拆模需要，在橫向貝雷架頂上設置40cm高砂箱，砂箱按“砂箱加工圖—圖3”加工。c、 分配梁為保證箱梁的整體受力和均勻沉降，在承重梁底設置橫向分配梁，分配梁采用［36b雙槽鋼。兩分配梁之間采用鋼筋連接成整體。d、 貝雷梁本工程采用14片單層貝雷支架施工。在梁底橫向6.528m范圍內布設6片貝雷片，貝雷片按雙品布置;在6.528m外兩側各布置4片貝雷片。主梁由單層貝雷梁組成，貝雷梁采用水平花窗及豎向花窗連接，每組梁間采用100X100角鋼交叉聯(lián)結，加強自身抗扭能力。貝雷片每3m一節(jié)，32m梁的主梁由9片貝雷片加一片2.3m非標準貝雷片組成，24m梁的主梁由7片貝雷片組成。e、 底模及分配梁底模采用15mm竹膠板，板底分配梁采用10cmX10cm方木橫向滿鋪做支撐，間距25cm。f、 側模側模是根據簡支箱梁的梁型特點而設計的。采用廠制整體式鋼模，拼裝質量滿足鐵路規(guī)范的相關要求，容易拆除。外模底和頂各設020mm拉桿16根防止脹模，頂面拉桿和頂面橫向16螺紋鋼相連，拉桿縱橋向按間距2m設置。g、 芯模采用048mm壁厚3mm鋼管做縱橫支架，15cmX10cm方木做縱向外木楞，10cmX10cm方木做橫向內木楞并按30cm間距布置，15mm厚竹膠板做面板。詳見圖2。h、 梯子平臺為方便施工作業(yè)，特設供人操作的梯子平臺。從立柱到貝雷梁上平面，主梁設有平臺。各梯子、平臺均與主體結構有效連接。（3）柳南南陽雙線特大橋第一、二孔支架施工及地基處理第一跨1#墩高12.5m，孔跨長度24.7m，次跨跨中只設一個臨時支墩，1#墩至0#臺為山體，臨時支墩坐落在上坡上。在搭設支架前，對山體表面浮土進行清除，對臺前支墩和跨中臨時支墩處地基開挖，挖至硬質基地，然后進行平整。現(xiàn)場地質辨認確認為風化巖層，和圖紙地質設計情況相吻合，做動力觸探試驗，地基承載力達到2Mpa，地基承載力滿足施工要求。坡體為風化巖層，比較穩(wěn)定，在承受支架及梁體荷載情況下不會造成滑塌，因此坡面不需進行加固處理。橋臺處及跨中地基通過石渣墊平，然后鋪設路基板即可。四周用水泥砂漿封閉防水。第二跨2#墩高8.5m，孔跨長度24.7m，跨中仍然設一個臨時支墩。本跨跨中有一個小溝橫穿，流水較小，臨時支墩基礎距溝邊約2m。將跨中表層浮土進行清除后，在小溝中埋設直徑1.25m的圓管，引至梁跨外側，跨中場地壓路機進行平整碾壓。開挖臨時支墩處基礎，直至挖至硬質基地，現(xiàn)場土體經辨認，為黏土，設計承載力180Kpa，做動力觸探試驗，地基承載力達到180Kpa，與設計吻合，滿足支架施工承載力要求。換填隧道洞渣，換填厚度不小于60cm，每30cm分層用小型夯機夯實。換填寬度大于3m。鋪設路基板，路基板四周用砂漿封閉，四周挖排水溝。第一二跨均為24m梁，支墩在靠近墩身處的承臺上各設一個，跨中也設置一個支墩，其布置為10.4m+10.4m。中間支墩采用三榀貝雷架疊加做支撐，兩端墩邊支墩采用兩榀貝雷架疊加做支撐，支墩橫向寬度12m。第一二跨支架同時搭設，第一跨靠近橋臺處支墩在路基板上依次安放工25墊梁、砂筒和槽36橫梁。1#墩墩身兩側支墩高10.5m，由7層貝雷梁疊加用螺栓連接。第一跨中間支墩高4.5m，由3層貝雷梁疊加用螺栓連接。第二跨中間支墩高9m，由6層貝雷梁疊加用螺栓連接。2#墩墩身兩側支墩高6.4m，承臺頂每間距1m安放I40支墊調節(jié)高度，上面由4層貝雷梁疊加用螺栓連接?？拷丈韮蓚戎Ф沼庙斖许斪《丈?，墩身外側部分用鋼管豎向每6m對拉一道，使其和墩身抱緊，形成整體。頂上安放雙125工字鋼做砂箱底座，工字鋼橫向間距1.5m，頂部通過三道橫向①16鋼筋點焊。工鋼上放置雙排砂筒，砂筒上安放2根［36B橫梁，每根橫梁由2根［36B焊接而成，兩橫梁間用①20鋼筋連成整體。由于第一二跨支墩不高，故中間支墩不與邊支墩縱向連接。（4）南廣南陽1號雙線大橋第五跨支架施工及地基處理第五跨4#墩高9.5m，5#墩高8.5m，跨中地勢較為平坦，孔跨長度32.7m，次跨跨中設兩個臨時支墩，在搭設支架前，對跨中支墩處表面浮土進行清除，開挖臨時支墩處基礎，挖至硬質基地，然后進行平整?，F(xiàn)場地質辨認確認為硬質黏土，和圖紙地質設計情況相吻合，做動力觸探試驗，地基承載力達到400Kpa，地基承載力滿足施工要求。在基坑澆注長13m,寬3m，厚度不小于50cm的C25條形基礎，基礎底層和頂層各設一層①12鋼筋網片，鋼筋網片縱橫向間距各20cm，防止底部基礎不均勻沉降和底部開裂。鋪設路基板，基礎四周挖排水溝。第五跨均為32m梁，支墩在靠近墩身處的承臺上各設一個，跨中設置兩個支墩，其布置為9.45m+9.6m+9.45m。中間支墩采用三榀貝雷架疊加做支撐，兩端墩邊支墩采用兩榀貝雷架疊加做支撐，支墩橫向寬度12m。4#墩墩身兩側支墩高7.5m，由5層貝雷梁疊加用螺栓連接?？拷?#墩側中間支墩高7.5m，由5層貝雷梁疊加用螺栓連接?？拷?#墩側中間支墩高9m，由6層貝雷梁疊加用螺栓連接。5#墩墩身兩側支墩高6.4m,承臺頂每間距1m安放工40工鋼支墊調節(jié)高度，上面由4層貝雷梁疊加用螺栓連接。靠近墩身兩側支墩用頂托頂住墩身，墩身外側部分用鋼管豎向每6m對拉一道，使其和墩身抱緊，形成整體。頂上安放雙I25工字鋼做砂箱底座，工字鋼橫向間距1.5m，頂部通過三道橫向①16鋼筋點焊。工鋼上放置雙排砂筒，砂筒上安放2根［36B橫梁，每根橫梁由2根［36焊接而成，兩橫梁間用①20鋼筋連成整體。由于第五跨支墩不高，故中間支墩不與邊支墩縱向連接。（5）支架在搭設過程中嚴禁非施工人員進入施工現(xiàn)場，在支架搭設好進行梁體施工時，支架兩側設置警示標志，拉上繩索，嚴禁梁體施工時人員進入到支架底下。5.1.2、支架受力計算由于32.6m箱梁和24.6m箱梁中間段截面一樣，兩端3.8m范圍內兩種箱梁砼斷面相同，32.6m箱梁支架支墩按9.45m+9.6m+9.45m布設；24.6m箱梁箱梁支架支墩按10.4m+10.4m布設。由于24.6m箱梁支架各部受力均比32.6m箱梁支架不利，因而僅需對24.6m箱梁支架做受力驗算，如跨徑24.6m箱梁支驗算滿足要求，則跨徑32.6m箱梁支架必定滿足受力要求?，F(xiàn)對24.6m箱梁支架各部進行驗算。5.1.2.1縱向承重梁：（1） 跨徑及支承情況確定：由上我們采用跨徑為10.4m的兩跨簡支梁。（2） 荷載確定：根據箱梁的截面特點，箱梁荷載在橫橋向主要集中在箱梁底5.3m+2*0.614m=6.528m寬范圍；實際情況為：則模為整體鋼模，2*0.614m寬荷載部分由翼緣板下部貝雷梁承受。按最不利情況驗算，即箱梁底6.528m寬荷載全部由箱梁底部貝雷梁承受。箱梁底6.528m寬范圍混凝土荷載等于箱梁總荷載去除兩邊翼緣板2*2.836m寬重量。查圖紙，箱梁底部梁體重為：222.6*2.5-2*1/2*（1.013+0.228）*2.836*24.6*2.5=340.051。其他：芯模重16t，外模重36.41,底模重0.51,貝雷架（縱向承重梁）重13.281,總重為:66.181。箱梁底6.528m寬范圍總荷載為：（340.05+66.18）*10=4062.3KN貝雷梁受力荷載按1.2倍系數(shù)考慮為：1.2*4062.3=4874.76KN。考慮為均布荷載q=4874.76/24.6=198.16KN/m。荷載情況為：梁上僅受q=198.16KN/m的均布荷載。（3） 求梁的最大內力：最大彎矩：MMAX；最大剪力：QMAX由上荷載及支承情況，可求得：MMAX=1/8ql2=2679.12KN.mQMAX=1/2ql=1030.43KN。（4） 承重梁強度驗算：確定承重梁所需貝雷片數(shù)量（按強度計算）查《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊（第一版）》P59,表3-6，人民交通出版社，廣州軍區(qū)工程科研設計所，黃紹金，劉陌生編著，單層單排貝雷橋，允許彎矩為[M]=788.2KN?m，允許剪力為[Q]=245.2KN,單片貝雷片，W(cm3)=3578.5，I(cm4)=250497.2按彎矩控制：需貝雷梁片數(shù)=MMAX/[M]=3.4。按剪力控制：需貝雷梁片數(shù)=QMAX/[Q]=4.2。結論：箱梁底部貝雷梁實際布置了6片貝雷片，足以滿足承重梁的強度要求。承重梁剛度驗算：撓度： f=5ql4/(384EI)=5* ( 198.16/6 )*104004/(384*2.06*105*250497.2*104)=9.75mm〈10400/400=26mm,滿足施工規(guī)范要求。結論：箱梁底6.528m寬荷載范圍內布置6片貝雷片，翼板底各布置4片貝雷片，滿足實際需求。5.1.2.2橫向I36分配梁：跨徑及支承情況：跨徑l=1.5m,—跨簡支梁。荷載確定：考慮最不利：彎矩最大按：跨中受集中力為P=198.16/6*10.4=343.47KN計算；剪力最大按：支承處受集中力P=198.16/6*10.4=343.47KN計算梁的最大內力MMAX=1/4Pl=1/4*343.47*1.5=128.8KN.mQMAX=343.47KN強度驗算查材料手冊得：雙排36b雙槽鋼截面性質：W=703cm3,I=12700cm4,S=68.11cm26w=Mmax/W=128.8X1000/(2*703)=91.6MPa〈[6]=210MPa，滿足要求t=343.47X10/(2*360Xll)=43.36MPa〈[T]=125MPa,滿足要求。剛度驗算：撓度：f=Pl3/(48EI)=343.47*15003/(48*2.06*105*12700*104)=0.9mm〈1500/400=3.75mm結論：橫向分配梁采用雙排36b雙槽鋼滿足要求。5.1.2.3支柱(橫向貝雷架組合)：支墩有約束8m高計算由前敘述可知橫向貝雷架僅僅受壓，由于橫向拉索的存在，我們可以按高8m計算。貝雷梁為3片一組，橫向寬度為1.8m，高8m,因而我們不用考慮壓桿折減帶來的影響，我們僅僅需按正常的受壓部件計算便可。參照上承重梁的計算：梁體荷載主要集中在箱梁底6.528m寬范圍,在此范圍內以總荷載4874.76KN作支墩及地基承載力驗算，考慮為均布荷載q=4874.76/24.6=198.16KN/m,則按簡支梁作受力計算，中間支墩受力最大為198.16*10.4=2060.86KN,由兩個支墩承受，則每個支墩承受1030.43KN.則q=1030.43/3/6.528=52.615KN/m取1m段按簡支梁計算：Qmax=1/2*52.615=26.3KNMmax=1/8*52.615*12=6.57KN.M查表得：單排貝雷片，允許彎矩為[M]=788.2KN?m，允許剪力為[Q]=245.2KN因而滿足實際受力要求.支墩無約束25m高計算參照上承重梁的計算：梁體荷載主要集中在箱梁底6.528m寬范圍,在此范圍內以總荷載4874.76KN作支墩及地基承載力驗算,考慮為均布荷載q=4874.76/24.6=198.16KN/m,則按簡支梁作受力計算，中間支墩受力最大為198.16*10.4=2060.86KN,由兩個支墩承受，則每個支墩承受1030.43KN.取高度25m，寬度1.8m，長度3m為隔離體，為假想柱。橫斷面見下圖：則柱承受荷載為：N=1030.43/6.528*3=473.543KN.求豎桿壓應力。查表得豎桿截面8#工鋼截面特性：A=5.92cm2；IX=112.2cm4；IX=112cm4；ry=1.18cm2則。二N/A組合=473.543X1000/(5.92X100X9)=55MPa.求組合截面最大允許應力即壓桿組合臨界應力。cr&.組合截面長細比入組合：由橫斷面圖可算得：I組合X二(112+9.52X(90+4)2)X6+112.2X3=505722.42cm4,A組合=9X9.52cm2=89.568cm2，回轉半徑i=(I組合X/A組合)0.5=75.14cm2，長細比入組合=l/i=25/75.14=0.33。單根桿件豎桿8#工鋼長細比入單：由單片貝雷片立面圖：幾何長度：1=70cm，自由長度：l0=0.9X70=63cm，長細比入單=l/i=63/1.18=53.4。25m壓桿組合長細比入綜合入綜合二(入組合2+入單2)0.5=(0.332+53.42)0.5=53.4225m壓桿組合臨界應力。cr由長細比入綜合查折減系數(shù)表：折減系數(shù)0=0.818，查表得：貝雷片用16Mn，允許正應力為210MpaX1.3=273Mpa.因而壓桿組合臨界應力為：。cr=273X0.818=223.314Mpa（3） .求安全系數(shù)：安全系數(shù)：nst=ocr/o=223.314/55=4.06〉[nst]=3（4） .結論：高度25m,寬度1.8m,長度3m的由3片貝雷片構成的假想柱滿足荷載要求，因此可推斷3品貝雷片壘加而成的橫向支撐墩柱滿足受力需求5.1.2.4砂箱驗算雙排單墩18套砂箱，砂箱采用325鋼管做盒子，273鋼管做塞子（灌滿砼），按1.5m間距布設，每條支墩上最不利6.528m分布10套，平均每個砂箱承受F=4062.3/30=135.41KN，砂子高度15~17cm，計算砂子對鋼管的側向壓強Pa=F/A=135410N/3.14*325*170=0.78N/mm2〈f=215N/mm2，完全滿足施工要求。5.1.2.5雙25a工字鋼砂箱基座1） 墩柱邊砂箱布置于支墩貝雷架正上方，考慮受壓，梁體傳到砂箱上的力F=135410N（最不利位置受力）直接作用在基座雙25a工字鋼上,貝I」壓應力。二F/A=135410N/4850*2=14N/mm2<f=215N/mm2，完全滿足施工要求。2） 中間支墩砂箱布置于兩貝雷架中心，貝：跨徑及支承情況為跨徑l=90cm簡支梁?？紤]最不利位置荷載彎矩最大按：跨中受砂箱傳遞集中力為F=135410N計算；剪力最大按：支承處受集中力F=135410N計算。梁的最大內力M=1/4Pl=1/4*135.41*0.9=30.5KN.mMAXQ=135.41KNMAX強度驗算雙排36b雙槽鋼截面性質：W=803.8cm3,I=10048cm4,S=465.2cm26w=Mmax/W=30.5*1000/(2*803.8)=19MPa〈[6]=210MPa，滿足要求T=135.41*103/(2*250*8)=33.9MPa〈[T]=125MPa,滿足要求。剛度驗算：撓度：f=Pl3/(48EI)=135.41*9003/(48*2.06*105*10048*104)=0.1mm〈900/400=2.25mm。完全滿足施工要求。5.1.2.6基礎：地基的承載力計算：不考慮橫向貝雷架對力的分散作用，將6.528m范圍的荷載壓在兩塊路基板上，基底壓應力計算p二N/S=2060.86/(3*6)=114.49kPa。從橋梁縱斷面圖上可知：除了軟粉質黏土其他土質均可以滿足要求,軟粉質黏土一般在匯水處，且厚度均在1m以下。實際上橫向貝雷梁超過4.5m高，考慮路基板對荷載的分散作用，基礎即可按照整寬即12m計算。因而實際對基礎的承載力的要求要大大小于計算值。計算如下：S=(箱梁底部體重+芯模+外模+底模+縱向貝雷架+梁重)=(340.05+16+36.4+0.5+13.28+287.6*2.5)*10/(13*2*4)=108.2kpaX1.5(安全系數(shù))=162.3Kpa結論：原地表的承載力大于100kpa,但小于163Kpa,需對原地表進行處理才可滿足地基承載力要求。基坑開挖夯實后，要對地基承載力通過動力式觸探設備進行檢測，并向監(jiān)理工程師報驗，簽證后方可進行下道工序。5.1.2.7竹膠板和方木受力計算A、 竹膠板現(xiàn)澆梁施工底板采用寧波毛竹制作竹膠板和杉木制作而成的方木組成，方木直接作用在縱向貝雷架上，橫向滿鋪，最大跨度1.2m。寧波毛竹制作的竹膠板，受壓強度。=76.2Mpa,受剪Q=15.6Mpa, 根據混凝土截面特性，按梁端平均壓應力最大處為最不利位置的1.2倍來計算。最大壓應力為6=3.81t/m2，即6=38.1KN/m2o由此可見，竹膠板完全滿足施工要求B、 根據混凝土截面特性，取梁端平均壓應力最大處為最不利位置的1.2倍來計算。最大壓應力為6=3.81t/m2，即6=38.1KN/m2。杉木允許壓應力[6]=11MPa，允許剪應力[6]=[T]=1.2MPa,彈性模量E=9000。方木跨度：L=1.2m，方木凈截面取b=h=10cm均布線荷載：q=6Xb=38.1X0.1=3.81KN/m最大彎矩為：M=1/8XqXL2=0.125X3.81X1.22=0.686KN?m支點最大剪力：Q=1/2XqXL=0.5X3.81X1.2=2.286KNB毛截面慣性矩：Im=1/12XbXh3=1/12X10X103=833.3cm4毛截面慣矩：Sm=(bXh/2)Xh/4==10X10/2X10/4=125cm3凈截面抵抗矩：W=l/16Xbh2=l/16X10X102=62.5cm3ji彎曲強度：§w二M/W=0.686X103X106/62.5=10.976MPa〈[6]=lljiMPa剪切強度：t二QXSm/(ImXb)=2.286X103X125X10-6/B833.3X10-8X0.1)=0.343MPa〈[t]=1.2MPa撓度：f=5XqXL4/(384XEXIm)=5X3.81X103X1.24/(384X9000X833.3X10-8)=1.37mm<[f]=L/400=3mm，完全滿足施工要求。5.1.2.8銷軸受力計算根據