鐵路橋梁門式橋墩支架施工設(shè)計(jì)方案及對(duì)策

1、-PAGE . z.新建鐵路至烏魯木齊第二雙線（甘青段）L*S13標(biāo)河口村1號(hào)特大橋門式橋墩蓋梁施工支架設(shè)計(jì)方案中鐵九局集團(tuán)L*S13標(biāo)蘭新項(xiàng)目經(jīng)理部2010年12月4日新建鐵路至烏魯木齊第二雙線（甘青段）L*S13標(biāo)河口村1號(hào)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)編制時(shí)間：2010年12月4日工程概況河口村1號(hào)特大橋第187橋墩、里程DK720477.75第193墩、里程DK702626.19，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(tái)平面尺寸為9.2m5.8m，門墩橫截面尺寸為4m2m，門墩蓋梁尺寸

2、高2.6m寬4m長(zhǎng)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500mm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(zhǎng)度不短于6m）、100mm100mm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。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(zhǎng)度18m、高度2.6m、寬度4m。蓋梁鋼筋混凝土重度2.6t/m3。蓋梁自重Q1182.642.6=486.72t。、模板、支架

3、平臺(tái)、支架梁等施工荷載Q235Q1170.35t； 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QK（Q1Q2）788.49t。換算均布荷載q=Q/1800=438.05kg/cm。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500mm、壁厚t-10mm 鋼管。兩端共計(jì)4根支撐柱全部落在承臺(tái)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I46220cm4；橫截面積A153.938cm2；延米重量p120.84kg/m；鋼管回轉(zhuǎn)半徑r（IA）0.517.33cm。初步擬定壓桿支撐高度H1063cm。鋼管支撐柱支撐高度計(jì)算表蓋梁支架高度

4、組成計(jì)算表單位模板厚2cm木楞10cmI20b工字鋼20cm加強(qiáng)型貝雷梁2170cm支架降落支座30cmI45b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(zhǎng)細(xì)比：Hr=61.33。依據(jù)查得折減系數(shù)0.76。支撐鋼管下端固定在承臺(tái)上，上端直接支頂降落支座。按一端固定、一端簡(jiǎn)支狀態(tài)驗(yàn)算。鋼材的彈性模量E2.1105MPa2.1106Kg/cm2；單根鋼管的軸心受壓支撐能力Pcr=847t。受壓自由系數(shù)取1。鋼管允許支撐力PPcr644t。檢算：一組支架共計(jì)布置4根鋼管，合計(jì)支撐力4P2576t計(jì)算荷載Q788.49t。安全系數(shù)n=4P/Q=3.3倍，滿足結(jié)

5、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、貝雷桁架截面特性、物理力學(xué)參數(shù)、通用單片長(zhǎng)3m、高1.5m貝雷桁架參數(shù)截面慣性矩I1250500cm4；橫截面積A150.96cm2；、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(zhǎng)、15m）。上下加強(qiáng)型桁架組拼總高度340cm，組拼寬度365436cm。雙排雙層加強(qiáng)型截面特性 幾何特性結(jié)構(gòu)構(gòu)造W（cm3）I（cm4）A（cm2）雙排雙層加強(qiáng)30641.74596255.24576、貝雷桁片力學(xué)性能現(xiàn)行國產(chǎn)貝雷桁片弦桿材料16錳鋼，允許拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎應(yīng)力為1.3210273 MP

6、a；允許剪應(yīng)力為1.3160208 MPa。節(jié)點(diǎn)穿銷采用30鉻錳鈦鋼，允許拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎應(yīng)力為0.8513001105 MPa；允許剪應(yīng)力為0.451300585 MPa。、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)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0.8。、確定主桁梁貝雷桁架梁所需片數(shù)貝雷桁架梁的受力簡(jiǎn)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)”要求，控制撓度按照1500，貝雷梁支撐跨度15m，最大撓度取fma

7、*=3cm。、鋼材的彈性模量E2.1105MPa2.1106Kg/cm2；、根據(jù)均布荷載簡(jiǎn)支梁跨中撓度計(jì)算公式：、所需慣性矩，由撓度計(jì)算公式，求得：I4583391cm4。、所需貝雷梁片數(shù)n=II1，考慮不均勻受力系數(shù)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233、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：Mma*=118273500kg-cm；、貝雷梁最大彎曲拉應(yīng)力ma*Mma*/W=1930kg/cm2193Mpa；小于16錳鋼允許拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎應(yīng)力273 MPa；、核算跨中最大撓度1.5cm=15mm，計(jì)算結(jié)構(gòu)

8、不超標(biāo)。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P494.3KN，按此能力所需貝雷桁架數(shù)量n（15Q182）49.436.65，取7片。2.4、I45b工字鋼帽梁支撐跨度L4.36m436cm。承擔(dān)荷載q=357.1kgcm。施工荷載按梁重Q1的15，荷載系數(shù)K取1.2?？缰袚隙萬4005000.8cm，按1500控制。、所需慣性矩，由撓度計(jì)算公式，求得：I70853cm4。、所需貝雷梁片數(shù)n=II170853cm433760cm42.1，取n=3根。I45b工字鋼截面慣性矩I133760cm4。2.5、I20b工字鋼橫向

9、分布梁I20b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，布置20根I20b工字鋼，布置間距95cm。2.6、100mm100mm木方楞100mm100mm木方楞，以滿足模板安裝為基準(zhǔn)。布置間距不大于50cm。27、蓋梁的模盒模板結(jié)構(gòu)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(jiǎn)圖3.1、蓋梁施工支架結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)圖如圖2所示。3.2、鋼管支撐柱布置位置如圖4所示。33、支架落架支座結(jié)構(gòu)示意圖圖5。34、支架落架照片參考照片圖6。35、組合橫梁橫向支撐加固支架結(jié)構(gòu)示意圖圖7。35、鋼管支撐柱橫向加固結(jié)構(gòu)示意圖圖8。兩端局部需焊接1

10、0mm厚肋鈑，以增加局部承載力承受能力。36、蓋梁支撐架橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖圖9。縱向貝雷桁架梁共計(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(zhǎng)雙層貝雷桁架梁、中間放置3組15m長(zhǎng)雙層貝雷桁架梁。37、鋼管支撐柱底座頂帽結(jié)構(gòu)示意圖圖10。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鈑填塞嚴(yán)密。貝雷梁要與墩柱貼住放置，使用I20工字鋼或者槽鋼做夾板、配備32精軋螺紋拉桿拉緊，抱

11、住、夾緊墩身。2、貝雷桁架梁桿件組裝，對(duì)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，要注意另一榀翻倒事故。應(yīng)在墩身上進(jìn)行單獨(dú)榀片的拉結(jié)栓牢措施。4、I45b工字鋼平臺(tái)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(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，增加肋鈑加固。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32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)力拉后，蓋梁的收縮和壓縮，都會(huì)使得墩柱向彎曲位移，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米圍按結(jié)構(gòu)檢算荷載Q788.49t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。不可以直接用于其他尺寸的門式墩。對(duì)于其他不同尺寸門式墩的支架方案，鋼管柱支撐點(diǎn)和支撐高度都