铁路桥梁门式桥墩支架施工方案

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LXS 13 标兰新项目经理部2010年 12月 4日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2一、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

2、平面尺寸为 9.2m5.8m，门墩横截面尺寸为 4m2m，门墩盖梁尺寸高 2.6m宽 4m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、 I45b 型工字钢作为横向分布梁 （长度不短于 6m）、100mm100mm 木方楞、竹胶模板。3门式墩盖梁施工支架结构示意图如图2 所示。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

3、 4m。盖梁钢筋混凝土重度 2.6t/m3。盖梁自重 Q1182.642.6=486.72t。、模板、支架平台、支架梁等施工荷载Q235Q1170.35t；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QK（Q1Q2） 788.49t。换算均布荷载q=Q/1800=438.05kg/cm。4荷载系数 K 取 1.2。2.2、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 I46220cm4；横截面积 A153.938cm2；延米重量 p120.8

4、4kg/m；钢管回转半径r（ IA）0.517.33cm。初步拟定压杆支撑高度H1063cm。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2170cm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1042cm钢管长细比： Hr=61.33。依据 查得折减系数 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。钢材的弹性模量E2.1 105MPa2.1 106Kg/cm2；5单根钢管的轴心受压支撑能力 Pcr=2 EI。( H )2=847t

5、受压自由系数 取 1。钢管允许支撑力 PPcr 644t。检算：一组支架共计布置 4 根钢管，合计支撑力4P2576t计算荷载 Q788.49t。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2.3.1 、贝雷桁架截面特性、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 A150.96cm2；、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 365436cm。双排双层加

6、强型截面特性几何特性W （ cm3）I（ cm4）A （ cm2）结构构造双排双层加强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 210273 MPa；允许剪应力为 1.3 160208 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 613001105 MPa；允许剪应力为0.45 1300585 MPa。、单片贝雷桁片几何尺寸如图6.1 所示、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

7、 ；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 。2.3.2 、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。、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 1500，贝雷梁支撑跨度 15m，最大挠度取 f max=3cm。、钢材的弹性模量E2.1 105MPa2.1 106Kg/cm2；7、根据均布荷载简支梁跨中挠度计算公式：f c5ql 4384EI5ql 4、所需惯性矩，由挠度计算公式fc，求得：384EI5ql 4 384Efc 5438 .05 150044。I38421000003458

8、3391cm、所需贝雷梁片数n=I I 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233、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：Mmax=118273500kg-cm；、贝雷梁最大弯曲拉应力 maxMmax/W=1930kg/cm2193Mpa；小于 16 锰钢允许拉应力、压应力及弯应力 273 MPa；5ql 4、核算跨中最大挠度f c1.5cm=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

9、能力为P494.3KN ，按此能力所需贝雷桁架数量n（ 15Q182）49.436.65，取 7 片。2.4、I45b 工字钢帽梁8支撑跨度 L 4.36m436cm。承担荷载 q=357.1kgcm。施工荷载按梁重Q1 的 15，荷载系数 K 取 1.2。跨中挠度 f4005000.8cm，按 1500 控制。5ql 4、所需惯性矩，由挠度计算公式f c384 EI ，求得：5ql 45357.1 40044I 384Efc 3842100000 0.8 70853cm。4、所需贝雷梁片数n=I I1 70853cm33760cm42.1 ，取 n=3根。I 45b 工字钢截面惯性矩I1 3

10、3760cm4。2.5、I20b 工字钢横向分布梁I 20b 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 95cm。2.6、100mm100mm 木方楞100mm100mm 木方楞，以满足模板安装为基准。布置间距不大于50cm。27、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。93、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。3.2、钢管支撑柱布置位置如图4 所示。33、支架落架支座结构示意图图5。1034、支架落架照片参考照片图6。35、组合横梁横向支撑加

11、固支架结构示意图图 7。1135、钢管支撑柱横向加固结构示意图图8。两端局部需焊接10mm 厚肋钣，以增加局部承载力承受能力。1236、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 长双层贝雷桁架梁。37、钢管支撑柱底座顶帽结构示意图图10。13三、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

12、架与桁架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、I45b 工字钢平台两端有悬臂，在端部安放两根小槽钢，将所有I 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2030mm 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。149、支架预压荷载，在 18 米范围内按结构检算荷载Q788.49t 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