鐵路橋梁門式橋墩支架施工方案

PAGEPAGE4新建鐵路蘭州至烏魯木齊第二雙線（甘青段）LXS－13標河口村1號特大橋門式橋墩蓋梁施工支架設(shè)計方案中鐵九局集團有限公司LXS－13標蘭新項目經(jīng)理部2010年1新建鐵路蘭州至烏魯木齊第二雙線（甘青段）LXS－13標河口村1號特大橋門式橋墩蓋梁施工支架設(shè)計方案編制：審核：審定：審批：編制單位：中鐵九局集團有限公司編制時間：2010年1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Φ500mm、壁厚t-10mm鋼管。兩端共計4根支撐柱全部落在承臺上，支點間距4.36m、支點跨距15m。鋼管支撐柱的截面特性：截面慣性矩I＝46220cm4橫截面積A＝153.938延米重量p＝120.84kg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＝1063鋼管支撐柱支撐高度計算表蓋梁支架高度組成計算表單位模板厚2cm木楞10cmI20b工字鋼20cm加強型貝雷梁2×170cm支架降落支座30cmI45b工字鋼帽梁45Cm合計427cm蓋梁總高度1490cm鋼管支撐柱高度1042cm鋼管長細比：λ＝H／r=61.33。依據(jù)λ查得折減系數(shù)ψ＝0.76。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)驗算。鋼材的彈性模量E＝2.1×105MPa＝2.1×106單根鋼管的軸心受壓支撐能力［Pcr］==847t。受壓自由系數(shù)β取1。鋼管允許支撐力P＝ψ［Pcr］＝644t。檢算：一組支架共計布置4根鋼管，合計支撐力4P＝2576t＞＞計算荷載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、物理力學參數(shù)①、通用單片長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、雙加強型貝雷片采用雙排雙層加強型貝雷桁架組合梁。共計布置三組（其中兩邊各兩片，中間加一組3片長、15m）。上下加強型桁架組拼總高度340cm，組拼寬度36＋54＋36cm雙排雙層加強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30641.74596255.2457．6③、貝雷桁片力學性能現(xiàn)行國產(chǎn)貝雷桁片弦桿材料16錳鋼，允許拉應力、壓應力及彎應力為1.3×210＝273MPa；允許剪應力為1.3×160＝208MPa。節(jié)點穿銷采用30鉻錳鈦鋼，允許拉應力、壓應力及彎應力為0.85×1300＝1105MPa；允許剪應力為0.45×1300＝585MPa。④、單片貝雷桁片幾何尺寸如圖6.1所示⑤、貝雷桁架不均勻受力的安全考慮按照相關(guān)貝雷桁架計算規(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。2.3.2、確定貝雷桁架梁的受力簡圖如圖3所示。①、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fmax=3②、鋼材的彈性模量E＝2.1×105MPa＝2.1×106③、根據(jù)均布荷載－簡支梁跨中撓度計算公式：④、所需慣性矩，由撓度計算公式，求得：∑I＝＝＝4583391cm4。⑤、所需貝雷梁片數(shù)n=∑I／I＝1，考慮不均勻受力系數(shù)β＝0.8，取n=2組（組合貝雷桁梁）。⑥、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度核算①、依據(jù)貝雷梁受力如圖3所示，求得跨中最大彎矩：Mmax=118273500kg②、貝雷梁最大彎曲拉應力σmax＝Mmax/∑W=1930kg/cm2≈193③、核算跨中最大撓度＝1.5cm=以上檢算結(jié)果滿足施工支架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。④、貝雷桁架的腹桿抗壓屈服強度較低，經(jīng)驗算加強型貝雷片每個支撐端承載能力為P＝494.3KN，按此能力所需貝雷桁架數(shù)量n＝（15Q÷18÷2）÷49.43＝6.65，取7片。2.4、I45b工字鋼帽梁①支撐跨度L＝4.36m＝②承擔荷載q=357.1施工荷載按梁重Q1的15％，荷載系數(shù)K取1.2。③跨中撓度f＝400／500＝0.8cm，按1／500控制。③、所需慣性矩，由撓度計算公式，求得：∑I＝＝＝70853cm4。④、所需貝雷梁片數(shù)n=∑I／I1＝70853cm4／33760cm4＝2.1，取n=3I45b工字鋼截面慣性矩I1＝33760cm4。2.5、I20b工字鋼橫向分布梁I20b工字的強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95cm。2.6、100mmΧ100mm木方楞100mmΧ100mm木方楞，以滿足模板安裝為基準。布置間距不大于50cm。2．7、蓋梁的模盒－模板結(jié)構(gòu)依據(jù)現(xiàn)場資源條件，另行補充完善方案設(shè)計。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)計簡圖3.1、蓋梁施工支架結(jié)構(gòu)布置簡圖如圖2所示。3.2、鋼管支撐柱布置位置如圖4所示。3．3、支架落架支座結(jié)構(gòu)示意圖－圖5。3．4、支架落架照片—參考照片－圖6。3．5、組合橫梁橫向支撐加固支架結(jié)構(gòu)示意圖－圖7。3．5、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10mm厚肋鈑，以增加局部承載力承受能力。3．6、蓋梁支撐架橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖－圖9?？v向貝雷桁架梁共計采用3組5片雙層加強型桁架。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。3．7、鋼管支撐柱底座頂帽結(jié)構(gòu)示意圖－圖10。三、支架施工注意事項及保證措施1、加強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φ32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、銹蝕嚴重、電焊燒傷嚴重、桿件接頭開焊的應不得使用；兩層桁架間弦桿應連接牢固，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。應在墩身上進行單獨榀片的拉結(jié)栓牢措施。4、I45b工字鋼平臺兩端有懸臂，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，要求每個支座支撐能力達到300噸。制作后，應先在壓力機上試驗檢驗，達不到要求，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φ32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)計算結(jié)果，可以按20～30mm預留。8、大跨蓋梁混凝土澆注過程，以及預應力張拉后，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力。要及時和設(shè)計溝通，了解設(shè)計意圖。弄清楚是否在施工方案中采取相應的防治方案。9、支架預壓荷載，在18米范圍內(nèi)按結(jié)構(gòu)檢算荷載Q＝788.49t進行預壓。10、本方案是按照18m跨度、17.5m墩柱設(shè)計的。對于其他不同尺寸門式墩的支架方案，鋼管柱支撐點和支撐高度都要進行相應調(diào)整。特別是貝雷梁的支點位置，必須考慮貝