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1、新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线（甘青段）LXS- 13标河口村1号特大桥门式桥墩盖梁施工支架设计方案中国中铁中铁九局集团有限公司LXA 13标兰新项目经理部2010年12月4日新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线（甘青段）LXS 13标河口村 1 号特大桥门式桥墩盖梁施工支架设计方案编 制： 审 核： 审 定： 审 批：编制单位：中铁九局集团有限公司编制时间： 2010 年 12 月 4 日工程概况河口村1号特大桥第187#桥墩、里程DK72% 477.75第193#墩、里程DK70甘626.19，设计为门式桥墩。门式桥墩是用来跨越油气管线。 门式墩的最大高度17.5m,门式桥墩承台平面尺寸为9.2
2、mx 5.8m,门墩横 截面尺寸为4mx 2m门墩盖梁尺寸高2.6mx宽4mx长22m两个门墩最 大跨度20m为保证门式墩跨越的输油气管线不受压，门墩盖梁拟采用大 跨贝雷桁架梁支架施工方案。门式桥墩外形尺寸如图1所示。190_盖絮260门蠟400二、门式墩盖梁大跨支架施工设计方案1、方案概况门式墩盖梁施工支架采用直径500mm钢管支撑柱、双层组合加强型贝雷桁架作为主承重梁、145b型工字钢作为横向分布梁（长度不短于6n）、100mX 100mn木方楞、竹胶模板。门式墩盖梁施工支架结构示意图如图 2所示J可距30®贝雷梁长盯a2200盖梁31120b，间距 IOOcb /B糊擁Ifc昌
3、 06MWI畑MIKI1500i钢管柱少50c承台580 580丨注二1.尺寸单cm 么12叫工李钢长56皿图2门式墩盖梁施工支架示意图2、贝雷梁数量设计2.1、计算荷载 、盖梁支撑部分自重盖梁长度18m高度2.6m、宽度4m盖梁钢筋混凝土重度P= 2.6t/m 3。盖梁自重 Q1= 18X2.6 X4X2.6=486.72t。 、模板、支架平台、支架梁等施工荷载Q2= 35%Q1= 170.35t ;根据施工经验，施工荷载按结构自重的35%计列。 、结构检算荷载 Q= K (Q1+ Q2 = 788.49t。换算均布荷载 q二Q/1800=438.05kg/cm。荷载系数K取1.2。2.2、
4、钢管支撑柱承载力检算钢管支撑柱采用直径500mm壁厚t-10mm钢管。两端共计4根支撑 柱全部落在承台上，支点间距 4.36m、支点跨距15m钢管支撑柱的截面特性：截面惯性矩I = 46220cm；横截面积A= 153.938cm ;延米重量 p= 120.84kg/m ;钢管回转半径 r =( I /A) 0.5 = 17.33cm。初步拟定压杆支撑高度H= 1063cm钢管支撑柱支撑高度计算表盖梁支架高度组成计算表单位模板厚2cm木楞10cmI20b工字钢20cm加强型贝雷梁2X 170cm支架降落支座30cmI45b工字钢帽梁45Cm合计427cm盖梁总高度1490cm钢管支撑柱高度10
5、42cm钢管长细比：入=H/r=61.33。依据入查得折减系数9= 0.76。支撑钢管下端固定在承台上，上端直接支顶降落支座。按一端固定、 一端简支状态验算56钢材的弹性模量 E= 2.1 x 10MPa= 2.1 x 10 Kg/cm2;单根钢管的轴心受压支撑能力Pc门=:EI2 =847t。（Ph）受压自由系数B取1。钢管允许支撑力 P= Pcr = 644t。检算：一组支架共计布置 4根钢管，合计支撑力4P= 2576t >>计算荷载 Q= 788.49t。安全系数n=4P/Q=3.3倍，满足结构要求。2.3、主桁架梁（双排双层加强型）贝雷桁架梁承载了检算231、贝雷桁架截面
6、特性、物理力学参数 、通用单片长3m高1.5m贝雷桁架参数截面惯性矩I1 = 250500cm4横截面积 A1 = 50.96cm2; 、双加强型贝雷片采用双排双层加强型贝雷桁架组合梁。共计布置三组（其中两边各两片，中间加一组3片长、15m）。上下加强型桁架组拼总高度 340cm组拼宽度 36+54 + 36cm）双排双层加强型截面特性7-'几何特性结构构造W( cm)I (cm4)A (cm2)双排双层加强30641.74596255.2457. 6 、贝雷桁片力学性能现行国产贝雷桁片弦杆材料16锰钢，允许拉应力、压应力及弯应力为 1.3 X 210= 273 MPa 允许剪应力为
7、1.3 X 160= 208 MPa.节点穿销采用30铬锰钛钢，允许拉应力、压应力及弯应力为0.85 X1300= 1105 MPa 允许剪应力为 0.45 X 1300= 585 MPa。 、单片贝雷桁片几何尺寸如图6.1所示ms. k单艸us泪冷几舛尺寸闇 尺中 、贝雷桁架不均匀受力的安全考虑按照相关贝雷桁架计算规范的要求，“三排单层贝雷的容许弯矩可按单 排单层的乘以3再乘以不均匀系数0.9 ;双排双层的可按单排单层的乘以 4再乘0.9 ;三排双层的可按单排单层的乘以 8再乘0.8。232、确定主桁梁贝雷桁架梁所需片数贝雷桁架梁的受力简图如图3所示。118007=438. 05kC/cin
8、r u ir ir T V ir V T 1 v V f 1r ir t 1贝宙梁150冷R2 j1500-150-銅菅1钢管殳圈3、真畜集受力简图注；尺寸单世U计 、贝雷梁的挠度控制，按照“钢结构施工支架相关技术规范”要求,控制挠度按照1/500,贝雷梁支撑跨度15m最大挠度取fma>=3cm 、钢材的弹性模量 E= 2.1 X 105MP= 2.1 X 106Kg/cm2;、根据均布荷载-简支梁跨中挠度计算公式:5ql4384EI、所需惯性矩，由挠度计算公式fc二旦，求得:384 EI5ql4刀 I = 384 Efc = 5 438 .05 1500= 4583391cm。384
9、x 2100000 乂 3 、所需贝雷梁片数n二刀I /1 = 1,考虑不均匀受力系数0.8，取 n=2组(组合贝雷桁梁)。 、组合贝雷桁架主梁的布置布置在门式墩柱两侧各一组2. 3. 3、贝雷桁架梁弯曲抗拉强度核算、依据贝雷梁受力如图3所示，求得跨中最大弯矩：MLx=118273500kg-cnm 、贝雷梁最大弯曲拉应力er max= MmaxEW=1930kg/cm告193Mpa小于16锰钢允许拉应力、压应力及弯应力273 MPa、核算跨中最大挠度5ql4384EI=1.5cm=15mm计算结构不超标以上检算结果满足施工支架钢结构设计要求、贝雷桁架的腹杆抗压屈服强度较低，经验算加强型贝雷片
10、每个支撑端承载能力为 P= 494.3KN,按此能力所需贝雷桁架数量n=( 158 18宁2)宁49.43 = 6.65 ,取 7 片。2.4、145b工字钢帽梁 支撑跨度L= 4.36m=436cm 承担荷载q=357.1kg/ cm施工荷载按梁重Q1的15%，荷载系数K取1.2。 跨中挠度 f = 400/500= 0.8cm, 按 1/500控制。5ql4 、所需惯性矩，由挠度计算公式fc，求得:384EI5ql45 357.1 4004LI = 384Efc = 384 2100000 0.8 =70853cm。、所需贝雷梁片数 n=L I /11 = 70853cm/33760cm4
11、= 2.1，取 n=3 根。145b工字钢截面惯性矩I1 = 33760cm42.5、120b工字钢横向分布梁120b工字的强度和挠度检算满足要求，检算略。分布布置在18m跨度内， 布置20根I20b工字钢，布置间距95cm2.6、100mX 100mn木方楞100mX 100mm木方楞，以满足模板安装为基准。布置间距不大于50cm2. 7、盖梁的模盒模板结构依据现场资源条件，另行补充完善方案设计。模板可采用竹胶模板，或者采用组合钢模板。3、支架结构设计简图3.1、盖梁施工支架结构布置简图如图2所示 盖梁31120b,间距 100cm2X7Z问障皿贝雷梁长右00间距30"06:190
12、190承台K尺寸单位：cm 工字钢长5向图久门式墩盖梁施工支架示意图3.2、钢管支撑柱布置位置如图4所示洌管柱底座五°1 昌 001£01800图乳钢管支撐柱平面位置示意图注：尺寸单位e计.3. 3、支架落架支座结构示意图图5萍架支區正面示意图-上下座板落架支应侧视團说明:烈一布右支挥板til -可座扳$35iWL,安装皤肉纹1.本图比例示意.尺寸单也加计.2*亦夷座系:用lEnm臥朋飯制作"乐本立座垂直支荐能力应满足300吨。 血为确保立座承談能力，上下座扳和左右支撑仮内夬目曾加加劲淼 N3-*32(51®纹拉杆怅度不屮于狒加血图氣支架降落支座结构示意
13、图3. 4、支架落架照片一参考照片一图 63. 5、组合横梁横向支撑加固支架结构示 意图图7氐结构连接处均呆用焊接j3、金支架每3u布置一处图九桁梁横向支撑加固支架结构示意判3. 5、钢管支撑柱横向加固结构示意图一图8两端局部需焊接10mn厚肋钣，以增加局部承载力承受能力50X50X1-盖 ft 50X50X14363fftI45bfH» L 6b图队钢管支挣柱横向加固结构示意图注.尺寸单ficn.it，结构连按采用焊接*3. 6、盖梁支撑架横断面结构示意图-图9纵向贝雷桁架梁共计采用3组5片双层加强型桁架。其中两边各放置 2组27m长 双层贝雷桁架梁、中间放置 3组15m长双层贝雷
14、桁架梁。T"丄字钢橫噪b u II?一 Llflt曲IB<怛抽£图取盖梁支架横断面结构示意图牡；尺寸单包*1计.3. 7、钢管支撑柱底座顶帽结构示意图一图10。Himtooxeoox iq灌累慣固尺寸单隹图&搁音拄库座绪辑尺寸图孔4串岳狀具宦衣ErsXOOTxSA图I"钢管柱底座*顶帽结构示意图三、支架施工注意事项及保证措施1、加强组合贝雷桁架梁的横向稳定性，防止侧向屈稳。 加固措施：两组桁架间架设 3 道横向连接间隔支撑桁架，分别安放在 跨中和两个钢管支撑柱附近处。 间隔加固支架桁架参考图 7制作，高 340cm、 净宽400cm间隔加固支架与桁架
15、间的空隙使用垫钣填塞严密。贝雷梁要与墩柱贴住放置，使用I20工字钢或者槽钢做夹板、配备© 32精轧螺纹拉杆拉紧，抱住、夹紧墩身。2、贝雷桁架梁杆件组装，对有弯曲、锈蚀严重、电焊烧伤严重、杆件 接头开焊的应不得使用；两层桁架间弦杆应连接牢固，使其成为一体。3、在两组贝雷桁架梁安装和拆卸过程， 要注意另一榀翻倒事故。 应在 墩身上进行单独榀片的拉结栓牢措施。4、145b工字钢平台两端有悬臂，在端部安放两根小槽钢，将所有 |45b 工字钢横梁连成一体，并与贝雷梁捆扎牢固，防止倾覆事故。5、 贝雷梁落架使用支架降落支座，要求每个支座支撑能力达到300 吨。制作后，应先在压力机上试验检验，达不
16、到要求，增加肋钣加固。6、钢管支撑柱横向稳定按图 8 设置剪刀撑； 纵向稳定：在柱顶与贝雷梁间，利用© 32精轧螺纹钢所固、拉紧。约束钢管柱产生纵向位移。7、 支架沉落量，根据结构计算结果，可以按2030mn预留。8、大跨盖梁混凝土浇注过程， 以及预应力张拉后， 盖梁的收缩和压缩， 都会使得墩柱向内弯曲位移，从而造成墩柱的弯曲次应力。要及时和设计 沟通，了解设计意图。弄清楚是否在施工方案中采取相应的防治方案。9、支架预压荷载，在18米范围内按结构检算荷载 Q= 788.49t进行预 压。10、本方案是按照18m跨度、17.5m墩柱设计的。不可以直接用于其 他尺寸的门式墩。对于其他不同尺寸门式墩的支架方案，钢管柱支撑点和支撑高度都要 进行相应调整。特别是贝雷梁的支点位置，必须考虑贝雷梁桁架的特点。支点应落在节点对应处，。支点跨度最好选在接头节点处，一般是 3m倍数 位置，其次选择桁架 1.5m 倍数桁节点位置。弦杆中间不得设集中力支撑 点。钢管柱支撑位置不得随意放置。11、桁架梁销栓游间产生的下挠度，无法计算，应当通过实测确定。 支架预压后仔细测量找到真值。支架整体标高的小幅度调整，可在落架 支座上添加垫钣。