鐵路橋梁門式橋墩支架施工方案設(shè)計(jì)

1、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(hào)特大橋門式橋墩蓋梁施工支架設(shè)計(jì)方案中國(guó)中鐵中鐵九局集團(tuán)有限公司LXA 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(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)有限公司編制時(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DK72% 477.75第193#墩、里程DK70甘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(tái)平面尺寸為9.

2、2mx 5.8m,門墩橫 截面尺寸為4mx 2m門墩蓋梁尺寸高2.6mx寬4mx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。190_蓋絮260門蠟400二、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、145b型工字鋼作為橫向分布梁（長(zhǎng)度不短于6n）、100mX 100mn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J可距30®貝雷梁長(zhǎng)盯a2200蓋梁31120b，間距 IOOcb /B糊擁Ifc

3、昌 06MWI畑MIKI1500i鋼管柱少50c承臺(tái)580 580丨注二1.尺寸單cm 么12叫工李鋼長(zhǎng)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(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P= 2.6t/m 3。蓋梁自重 Q1= 18X2.6 X4X2.6=486.72t。 、模板、支架平臺(tái)、支架梁等施工荷載Q2= 35%Q1= 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 = 788.49t。換算均布荷載 q二Q/1800=438.05kg/cm。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I = 46220cm；橫截面積A= 153.938cm ;延米重量 p= 120.84kg/m ;鋼管回轉(zhuǎn)半徑 r =( I /A) 0.5 = 17.33cm。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10cmI20b工字鋼20cm加強(qiáng)型貝雷梁2X 170cm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1

5、042cm鋼管長(zhǎng)細(xì)比：入=H/r=61.33。依據(jù)入查得折減系數(shù)9= 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56鋼材的彈性模量 E= 2.1 x 10MPa= 2.1 x 10 Kg/cm2;單根鋼管的軸心受壓支撐能力Pc門=:EI2 =847t。（Ph）受壓自由系數(shù)B取1。鋼管允許支撐力 P= Pcr = 644t。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= 788.49t。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231、貝雷桁架截

6、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I1 = 250500cm4橫截面積 A1 = 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(zhǎng)、15m）。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7-'幾何特性結(jié)構(gòu)構(gòu)造W( cm)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(guó)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 1.3 X 210= 273 MPa 允許剪應(yīng)力為

7、 1.3 X 160= 208 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0.85 X1300= 1105 MPa 允許剪應(yīng)力為 0.45 X 1300= 585 MPa。 、單片貝雷桁片幾何尺寸如圖6.1所示ms. k單艸us淚冷幾舛尺寸闇 尺中 、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0.8。232、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。118007=438. 05kC/ci

8、nr u ir ir T V ir V T 1 v V f 1r ir t 1貝宙梁150冷R2 j1500-150-銅菅1鋼管殳圈3、真畜集受力簡(jiǎn)圖注；尺寸單世U計(jì) 、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fma>=3cm 、鋼材的彈性模量 E= 2.1 X 105MP= 2.1 X 106Kg/cm2;、根據(jù)均布荷載-簡(jiǎn)支梁跨中撓度計(jì)算公式:5ql4384EI 、所需慣性矩，由撓度計(jì)算公式fc二旦，求得:384 EI5ql4刀 I = 384 Efc = 5 438 .05 1500= 4583391cm。38

9、4 x 2100000 乂 3 、所需貝雷梁片數(shù)n二刀I /1 = 1,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：MLx=118273500kg-cnm 、貝雷梁最大彎曲拉應(yīng)力er max= MmaxEW=1930kg/cm告193Mpa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5ql4384EI=1.5cm=15mm計(jì)算結(jié)構(gòu)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

10、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=( 158 18寧2)寧49.43 = 6.65 ,取 7 片。2.4、145b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)K取1.2。 跨中撓度 f = 400/500= 0.8cm, 按 1/500控制。5ql4 、所需慣性矩，由撓度計(jì)算公式fc，求得:384EI5ql45 357.1 4004LI = 384Efc = 384 2100000 0.8 =70853cm。 、所需貝雷梁片數(shù) n=L I /11 = 70853cm/3376

11、0cm4= 2.1，取 n=3 根。145b工字鋼截面慣性矩I1 = 33760cm42.5、120b工字鋼橫向分布梁120b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95cm2.6、100mX 100mn木方楞100mX 100mm木方楞，以滿足模板安裝為基準(zhǔn)。布置間距不大于50cm2. 7、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 蓋梁31120b,間距 100cm2X7Z問障皿貝雷梁長(zhǎng)右00間距30"06

12、:190190承臺(tái)K尺寸單位：cm 工字鋼長(zhǎng)5向圖久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所示洌管柱底座五°1 昌 001£01800圖乳鋼管支撐柱平面位置示意圖注：尺寸單位e計(jì).3. 3、支架落架支座結(jié)構(gòu)示意圖圖5萍架支區(qū)正面示意圖-上下座板落架支應(yīng)側(cè)視團(tuán)說明:烈一布右支揮板til -可座扳$35iWL,安裝皤肉紋1.本圖比例示意.尺寸單也加計(jì).2*亦夷座系:用lEnm臥朋飯制作"樂本立座垂直支薦能力應(yīng)滿足300噸。 血為確保立座承談能力，上下座扳和左右支撐仮內(nèi)夬目曾加加勁淼 N3-*32(51®紋拉桿悵度不屮于狒加血圖氣支架降落支座

13、結(jié)構(gòu)示意圖3. 4、支架落架照片一參考照片一圖 63. 5、組合橫梁橫向支撐加固支架結(jié)構(gòu)示 意圖圖7氐結(jié)構(gòu)連接處均呆用焊接j3、金支架每3u布置一處圖九桁梁橫向支撐加固支架結(jié)構(gòu)示意判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10mn厚肋鈑，以增加局部承載力承受能力50X50X1-蓋 ft 50X50X14363fftI45bfH» L 6b圖隊(duì)鋼管支掙柱橫向加固結(jié)構(gòu)示意圖注.尺寸單ficn.it，結(jié)構(gòu)連按采用焊接*3. 6、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)

14、雙層貝雷桁架梁。T"丄字鋼橫噪b u II?一 Llflt曲IB<怛抽£圖取蓋梁支架橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖牡；尺寸單包*1計(jì).3. 7、鋼管支撐柱底座頂帽結(jié)構(gòu)示意圖一圖10。Himtooxeoox iq灌累慣固尺寸單隹圖&擱音拄庫(kù)座緒輯尺寸圖孔4串岳狀具宦衣ErsXOOTxSA圖I"鋼管柱底座*頂帽結(jié)構(gòu)示意圖三、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

15、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、145b工字鋼平臺(tái)兩端有懸臂，在端部安放兩根小槽鋼，將所有 |45b 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2030mn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(huì)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