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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铁九局集团有限公司LX1 13标兰新项目经理部2010年12月4日i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DK720+477.75第193#墩、 里程DK702+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9.2mx 5.8
2、m,门墩横截面尺寸为4mX2m,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。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6m）、 100mmX 100mm木方楞、竹胶模板。12门式墩盖梁施工支架结构示意图如图2所示IJ可距即5贝雷梁长2700间距308XX1*尺寸单位：cm2. 120b工字钢长5 6国B制晚Ifc 目 06bls!淄
3、摩KI图2门式墩盖梁施工支架示意图2、贝雷梁数量设计1.1、 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/m3。盖梁自重 Q1 = 18X2.6X4X2.6=486.72%、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) =788.49%换算均布荷载 q=Q/1800=438.05kg/cm。荷载系数K取1.2。1.2、 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
4、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 = 46220cm4；横截面积 A = 153.938cm2；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2cm10cmI20b工字钢20cm加强型贝雷梁2X170cm支架降落支座30cm145b工字钢帽梁45Cm合计427cm盖梁总高度1490cm钢管支撑柱高度1042cm钢管长细比：入=H/r=61.33。依据入查得折减系数少=0.76。支撑钢管下端固定在承台上，上
5、端直接支顶降落支座。按一端固定、 一端简支状态验算。钢材的弹性模量 E= 2.1 x105MPa= 2.1 x106Kg/cm2;单根钢管的轴心受压支撑能力受压自由系数（3取1。Pcr=二2EI(M2=847t钢管允许支撑力P=少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。1.3、 主桁架梁（双排双层加强型）贝雷桁架梁承载了检算1.3.1、 贝雷桁架截面特性、物理力学参数、通用单片长3ml高1.5m贝雷桁架参数截面惯性矩11 = 250500cm4横截面积 A1
6、 = 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结构构造几何特性W (cm3)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镒钢，允许拉应力、压应力及弯应力为 1.3 X210=273 MPa;允许剪应力为 1.3 X 160=208 MPa节点穿销采用30铭镒钛钢，允许拉应力、压应力及弯应力为0.85 X1300= 1105 MPq
7、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所示用氏L单肿贝而片几何尺寸用 即、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。1.3.2、 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1800贝需梁工501500.150南管1钢管2图3,贝雷第受力简图注：页寸单位以计、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
8、15ml最大挠度取fma>=3cmi、钢材的弹性模量 E= 2.1 X105MPa= 2.1 X106Kg/cm2;、根据均布荷载简支梁跨中挠度计算公式： =应;384EI、所需惯性矩，由挠度计算公式=上三二，求得：384EI5ql44EI = 384Efc = 5 父 438 .05 > 1500= 4583391cn4!。38421000003、所需贝雷梁片数n=I/I=1,考虑不均匀受力系数(3=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：MU=1
9、18273500kg-c或、贝雷梁最大弯曲拉应力(rmax= MmaxEW=1930kg/cm2 193Mpa 小于 16 镒钢允许拉应力、压 应力及弯应力273 MPa;、核算跨中最大挠度fc= 5ql = 1.5cm=15mm计算结构不超标。384EI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= (15Q + 18 + 2) + 49.43= 6.65,取 7 片。1.4、 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
10、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 =右右,求得：384EI445ql45 357.1 40044U = 384 Efc = 384 M 2100000M 0.8 =70853cm0、所需贝雷梁片数 n=EI/I1 =70853cn4/33760cm4= 2.1 ,取 n=3 根。145b工字钢截面惯性矩I1 =33760cm41.5、 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95cmi1.6、
11、100mmX 100mm 木方楞100mmX 100mm木方楞，以满足模板安装为基准。布置间距不大于 50cm。2. 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、网距30Gm贝雷梁长too间距30cmn,墩 200承台注：1、尺寸单位：cm2、120b工字钢长5 6m190图2,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所示钢管柱底座J5O 150015。1800图4、钢管支撑柱平面位置示意图注二尺寸单位c计.3. 3、支架落架支座结构示意图一图5Ml-匕
12、下座版阳一上下座板1.本图匕虎怀苣，尺寸单位以加计* 2.本支座录用16nm厚、用板制作，3.本支座垂克支撑能力应满足或0吨。巾褥安装耐寓鼓落架支座侧视图落架支座正面示意图ii作为确保支座承载能力，上下座板和左右支撵板内夹层加加劲助* N3一中32精轧煤纹拉杆长度不小于肺。叽图5、支架降落支座结构示意图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利用IWObT字钢横梁.172一一 172181,尺寸单位：5计；2、结构连接处塌采用焊接工3.金支架每3印布置一处图7.桁梁横向支撑加固支架结构示意图3. 5、钢管支撑柱横向加固结构示意图一图 8。两端局部
13、需焊接10mm厚肋钺，以增加局部承载力承受能力3根 145b帽梁，L- &丝6盖板50"50 x 1Ixnmxog事理蜀就- 盖板 50乂50 XI图8、钢管支撑柱横向加固结构示意图注,尺寸单位s计.结构诗接采用焊接.3. 6、盖梁支撑架横断面结构示意图-图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长双层贝雷桁架梁。3I版钻启<口躯去承 台图9、盖梁支架横断面结构示意图牡；尺寸单位皿计.3. 7、钢管支撑柱底座顶帽结构示意图-图10子面投弱怪NlGOOXEDQX 10赛蒙伴固pio_|承白钻孔中50
14、J/二；图H铜管在底座给裨尺寸图QIX 昌X* 里窗尊品卷8军后超餐笆妥Z尺寸单位图10.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间的空隙使用垫钺填塞严密。贝雷梁要与墩柱贴住放置，使用I20工字钢或者梢钢做夹板、配备032 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
15、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，要注意另一根翻倒事故。应在墩身上进行单独棉片的拉结栓牢措施。4 、 I45b 工字钢平台两端有悬臂，在端部安放两根小槽钢，将所有I45b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 0 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 2030mm预留。8 、 大跨盖梁混凝土浇注过程，
16、 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。