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桥梁上部结构施工临时支架工程技术绪论桥梁施工时一般包括两种结构:永久结构和临时结构。
永久结构是桥梁营运期间发挥作用的结构,它包括基础、墩台、上部结构等;临时结构是用来施工安装永久结构,在完成永久结构的建设过程中所必需建造的结构。临时结构具有临时性特征,随着永久结构主体竣工,部分临时结构会失去其功能被拆除。临时结构的功能虽然是暂时性的,但是临时结构设计的好坏不仅关系到桥梁施工的安全与经济,还涉及到成桥时桥梁的状态和受力。
一、桥梁施工临时结构的概念桥梁施工临时结构-绪论桥梁结构的种类和形式多样,所在的地理位置和自然条件差别较大。桥梁施工中需投入大量的临时结构。归纳起来大致如下:(1)水上基础施工的便桥、船舶、平台、挡水(土)的围堰。(2)桥梁的墩台和梁段混凝土施工用的支架和模板。(3)桥梁上部结构施工用的悬浇挂篮、悬拼吊机。(4)桥梁施工用的起重吊机,门吊、浮吊、缆索。桥梁施工临时结构-绪论桥梁上部结构的施工方法,20世纪年70代以后随着预应力混凝土的广泛应用,已经得到了迅速发展,并发生了重大的变革。在钢筋混凝土桥梁的时代,可以说主要是现场浇筑的施工方法。由于桥梁类型增加与跨径增大,构件生产的预制化,结构设计方法的进步、机械设备的发展,由此而引起施工方法的进步和发展,形成了多种多样的施工方法。
二、桥梁上部结构施工方法简介桥梁施工临时结构-绪论桥梁上部结构的施工主要方法:(1)就地浇筑法(2)预制安装法(3)悬臂施工法(4)转体施工法(5)顶推法施工(6)提升与浮运施工(7)横移法施工(8)移动模架逐孔施工法桥梁施工临时结构-绪论
就地浇筑法是在桥位处搭设支架,在支架上浇筑梁体混凝土,达到强度后拆除模板和支架。优点:(1)就地浇筑施工无需预制场地,而且不需要大型起吊和运输设备。(2)梁体的主筋可不中断,桥梁整体性好。(3)施工中不需要体系转换,不会引起恒载、徐变二次矩。
三、就地浇筑法桥梁施工临时结构-绪论缺点:(1)工期长,施工质量不容易控制;(2)对预应力混凝土梁由于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大;(3)施工中的支架、模板耗用量大,施工费用高(4)搭设支架影响排洪、通航,施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁等。桥梁施工临时结构-绪论(1)按构造划分:立柱式支架、梁式支架、梁柱式支架。(2)按材料划分:木支架、钢支架、钢木混合支架。四、现浇法中支架的种类满堂式支架梁式支架梁柱式支架桥梁施工临时结构-绪论五、临时结构设计依据及原则5.1、设计依据(1)行业规范,如公路、铁路桥梁设计、施工方面的相关规范及建筑结构设计、施工方面的一些规范。(2)设计手册,建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范、钢筋混凝土结构设计手册、建筑施工计算手册、路桥施工计算手册、桥涵施工手册、实用土木工程手册等。(3)教科书、施工实例。5.2设计原则(1)一般原则:适用、安全、经济。(2)追求的原则:结构简单、受力明确、施工便捷。桥梁施工临时结构-绪论掌握设计目的现场调查、踏勘结构选型设计概图检算,细化结构正式出图、计算单六、临时结构设计过程桥梁施工临时结构-绪论6.1、临时结构设计目的
在进行临时结构设计之前,首先必须搞清楚设计它的目的,也就是设计的意图。你得明白究竟要这个临时结构作用是什么,能不能通过设计达到这个目的。如设计膺架,有的人心里说,我设计膺架就为了现浇梁,目的很正确,但是我想再问,你的膺架跨不跨越公路、铁路、航道?有没有净空要求?跨铁路有没有边界限制?如果不考虑这些,那所有的现浇梁膺架岂不相同,完全可以做一个固定模式,也不用再设计了。桥梁施工临时结构-绪论再比如设计栈桥,目的是为了跨越水上,连接两岸交通,但是让栈桥通什么样的车?运些什么东西?需不需要上下行车道?单行道需不需要设会车台?洪水期间是否考虑正常使用?这些与设计相关的目的如果有一条没考虑到,就会影响整个大桥的施工总体方案,甚至会增加投入,延误工期。桥梁施工临时结构-绪论
根据桥梁设计图,对现场需设临时结构的施工位置进行调查。主要分为以下两类。
水上施工大临设施设计需要调查的内容:三到五年的水文资料、河床地质及水流冲刷情况、目前施工位置水深、流速、风浪潮汐情况、通航情况、河道管理方面的规定等。
6.2、现场调查踏勘桥梁施工临时结构-绪论
上部结构施工大临设施设计需要调查现场材料堆放、吊装是否方便,通往施工场地道路能否运输长大构件;如果跨越公路或铁路,要勘查路两侧墩身到公路或铁路限界的距离、调净空要求、交通流量、路肩或路中可否设置临时墩、挂篮施工是否需设防护棚架;对于制梁场需调查场地大小、地下水文地质情况、线路和梁场的相对位置及线路设计形式。桥梁施工临时结构-绪论结构选型即根据现场踏勘情况及大临结构的适用范围确定临时设施的形式。6.3、结构选形桥梁上部结构施工常见大临结构及适用范围桥梁施工临时结构-绪论分类大型临时结构名称分类形式适用范围、优点桥梁上部结构施工挂篮菱形挂篮三角挂篮斜拉式挂篮现浇梁支架脚手架式满堂支架(碗扣式、扣式、门式脚手架)
制式器材支架(贝雷梁、六四梁、军用墩)型钢组合支架型钢托架通过以上“结构选形”步骤,临时结构大体样式已心中有数,下一步就应该结合桥梁设计图及以往施工经验及实例定出结构的大致尺寸,并确定相应的材料规格、尺寸。6.4、设计概图桥梁施工临时结构-绪论根据概图,进行计算,再根据计算,对没考虑到的部位补充设计或没通过计算的部位调整设计。6.5、计算、细化临时结构桥梁施工临时结构-绪论最后根据调整后的设计完善整个结构设计图,并按最终设计进行检算,并出相应临时结构设计图及计算文件。6.6、正式打印临时结构施工图及计算文件桥梁施工临时结构-绪论临时结构设计必须结合工程实际情况确定施工方案。合理施工方案的确定是保证结构安全施工的前提,必须结合工程的实际情况确定细致、周密、详尽的施工方案。如用采用满堂式碗扣支架现浇梁时,在结构设计正确的前提下,也应对施工方案作详尽的考虑,尤其是施工机具和建筑材料的堆放,这些细微之处也不能忽略,否则会引起施工事故。
桥梁施工临时结构-绪论七、支架设计的重要意义在进行施工临时结构设计时,必须全面考虑各种因素,进行认真细致的计算分析并注意各种细小部位的设计,同时,也要做出符合工程实际的施工方案,并在施工过程中进行必要的试验和监控,确保结构施工的安全和质量,同时也要确保施工人员的生命安全。桥梁施工临时结构-绪论桥梁施工临时结构-绪论八、支架工程垮塌事故案例2011年安徽合肥某工地现浇支架预压时发生贝雷梁侧倾引起支架坍塌。主要是因为贝雷梁间横向联系不足引发“多米诺骨牌”效应。2011年上海地铁16号线一在建工地脚手架坍塌致2死4伤。
事故原因:在盖梁混凝土浇筑时脚手架突然失稳造成支架坍塌桥梁施工临时结构-绪论桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架现浇支架1.1、碗扣节点构成:由上碗扣、下碗扣、立杆、横杆接头和上碗扣限位销组成。脚手架立杆碗扣节点按0.6m模数设置。一、碗扣式脚手架基本构成桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架1.2、构、配件种类、规格及用途碗扣架用钢管规格为Φ48×3.5mm,钢管壁厚不得小于3.5~0.025mm。
碗扣式脚手架主要构、配件种类、规格及用途
桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架名称型号规格(mm)市场重量(kg)设计重量(kg)立杆LG-120Φ48×3.5×12007.417.05LG-180Φ48×3.5×180010.6710.19LG-240Φ48×3.5×240014.0213.34LG-300Φ48×3.5×300017.3116.48横杆HG-30Φ48×3.5×3001.671.32HG-60Φ48×3.5×6002.822.47HG-90Φ48×3.5×9003.973.63名称型号规格(mm)市场重量(kg)设计重量(kg)横杆HG-120Φ48×3.5×12005.124.78HG-150Φ48×3.5×15006.285.93HG-180Φ48×3.5×18007.437.08可调底座KTZ-45可调范围≤3005.82KTZ-60可调范围≤4507.12KTZ-75可调范围≤6008.5可调托座KTC-45可调范围≤3007.01KTC-60可调范围≤4508.31KTC-75可调范围≤6009.69桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架(1)立杆:支架承受垂直荷载的主要构件,主要规格1.2m、1.8m、2.4m、3m。(2)横杆:支架水平支撑杆件,起横向联系作用,主要规格:0.3m、0.6m、0.9m等(3)可调顶座:安装在立杆顶部支撑梁底模板,并可根据需要调节模板高程。(4)可调托座:安装在立杆底部,防止支架下沉,传递上部荷载分散至地基。桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架立杆可调底座立杆可调托座桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架横杆立杆可调底托桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架两立杆之间的距离称为立杆间距两横杆之间的距离称为步距碗扣式脚手架主要参考设计规范:《JGJ166-2008建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》2.1结构设计计算2.1.1脚手架的结构设计应保证整体结构形成几何不变体系,以“结构计算简图”为依据进行结构计算。脚手架立、横、斜杆组成的节点视为“铰接”。2.2.2脚手架立、横杆构成网格体系几何不变条件应保证(满足)网格的每层有一根斜杆。二、碗扣式脚手架结构计算简化原则桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架斜杆斜杆3.1脚手架首层立杆应采用不同的长度交错布置,底部横杆(扫地杆)严禁拆除,立杆应配置可调底座。三、碗扣式脚手架搭设构造要求桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架LG-240LG-180LG-240LG-180可调底托底部横杆3.2脚手架专用斜杆设置应符合下列规定:(1)
斜杆应设置在有纵向及廊道横杆的碗扣节点上;(2)
脚手架拐角处及端部必须设置竖向通高斜杆;(3)
脚手架高度≤20m时,每隔5跨设置一组竖向通高斜杆;脚手架高度大于20m时,每隔3跨设置一组竖向通高斜杆;斜杆必须对称设置;(4)
斜杆临时拆除时,应调整斜杆位置,并严格控制同时拆除的根数。桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架拐角斜杆端部斜杆桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架3.3当采用钢管扣件做斜杆时应符合下列规定:(1)斜杆应每步与立杆扣接,扣接点距碗扣节点的距离宜
≤150mm;当出现不能与立杆扣接的情况时亦可采取与横杆扣接,扣接点应牢固;(2)斜杆宜设置成八字形,斜杆水平倾角宜在45o~60o之间,纵向斜杆间距可间隔1~2跨;(3)脚手架高度超过20m时,斜杆应在内外排对称设置。桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架钢管扣件斜杆设置图4.1、设计依据(1)行业规范如公路、铁路桥梁设计、施工方面的相关规范及建筑结构设计、施工方面的一些规范。(2)设计手册——建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范、钢筋混凝土结构设计手册、建筑施工计算手册、路桥施工计算手册、桥涵施工手册、实用土木工程手册等。(3)教科书、施工实例。4.2、设计原则(1)一般原则:适用、安全、经济(2)追求的原则:结构简单、受力明确、施工便捷四、碗扣式脚手架设计与计算桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架
5.1工程概况:
哈大高速铁路某连续梁位于沈阳市沈北新区,施工场地平整,地质情况较好,桥梁上跨一乡村道路车流量较少。为保证施工进度决定采用满堂支架现浇施工,并在桥址附近修建临时道路保证道路畅通。桥梁结构形式为3跨预应力混凝土连续箱梁,计算跨径布置为32m+48m+32m,梁体采用单箱单室、斜腹板、变高度、变截面结构。依据施工进度计划并充分结合现场的实五、设计计算实例桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架际施工状况,为便于该区段箱梁的施工,保证箱梁施工的质量、进度、安全,采用碗扣支架组织该节段施工。施工顺序:桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架地基处理碗扣支架安装支架预压模板安装1#块钢筋安装,混凝土浇筑,钢绞线张拉支架拆除2#块钢筋安装,混凝土浇筑,钢绞线张拉3#块钢筋安装,混凝土浇筑,钢绞线张拉
跨中合龙段钢筋安装,混凝土浇筑,钢绞线张拉哈大高铁32+48+32米连续梁布置图桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架5.2支架方案设计:碗扣支架体系由支架基础(地基夯实找平后上铺15cm厚混凝土垫层)、碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调托座、可调底座、15×15cm方木做纵、横向分配梁。模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。根据箱梁施工技术要求、截面尺寸、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标,通过计算确定,碗扣架间距采用60cm×60cm形式;支架横杆间距为60cm,支架在桥纵向设置剪刀撑;支架两端的纵、横杆系通过垫木牢固支撑在桥墩上桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架;立杆顶部安装可调顶座,立杆底部设置可调底座,底座伸出立杆距离不超过10cm。底座下部放置在5cm厚脚手板以确保地基均衡受力。计算工况:混凝土浇筑时,底模部分、外模翼板部分支架受力及稳定性的检算。桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架5.3支架方案布置图(以第一现浇段为例):桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架碗扣支架平面布置图A-A/B-B剖面桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架5.4支架计算与基础验算5.4.1碗扣支架立杆、横杆承载性能桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架立
杆横
杆步距(m)允许载荷(kN)横杆长度(m)允许集中荷载(kN))允许均布荷载(kN)0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.05.4.2施工荷载取值(1)钢筋混凝土容重q1:q1=26kN/m3,并取1.05的系数;(2)模板荷载q2:q2=2kN/m2;(3)施工人员及机械荷载取值q3:q3=2.0kN/m2(施工中要严格控制其荷载);(4)混凝土振捣荷载取值q4:q4=2.5kN/m2
;(5)碗扣式脚手架自重荷载q5:q5=7kN/m2(按支架搭设高度≤10米计算);
桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架沿顺桥向取1m长度进行荷载计算桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架第一现浇段结构尺寸(单位:cm)5.4.4支架受力计算:(1)断面翼缘板位置(图示部分Ⅰ),最大分布荷载:混凝土自重q1:q1=(0.65×1.0×26)/(2.15×1.0)=7.86kN/m2模板自重q2:q2=2×1.0×2.17/(2.15×1.0)=2.018kN/m2施工人员及机械荷载q3:q3=2.5kN/m2混凝土振捣荷载q4:桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架q4=2.0kN/m2碗扣脚手架荷载q5:q5=7.0kN/m2合计:q=7.86+2.018+2.5+2.0+7.0=21.378kN/m2碗扣立杆分布60cm×60cm,横杆层距60cm,则单根立杆受力为:N=0.6×0.6×21.378=7.7KN<[N]=40kN桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架(2)断面腹板位置(图示部分Ⅱ),最大分布荷载:混凝土自重q1:q1=(4.7×1.0×26)/(3×1.0)=40.74kN/m2模板自重q2:q2=2×1.0×(0.83+1.67+2.69+0.38+0.58+0.37+1.95+0.22+0.94)/(3×1.0)=6.42kN/m2施工人员及机械荷载q3:q3=2.5kN/m2混凝土振捣荷载q4:桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架q4=2.0kN/m2碗扣脚手架荷载q5:q5=7.0kN/m2合计:q=40.74+6.42+2.5+2.0+7.0=58.66kN/m2碗扣立杆分布60cm×60cm,横杆层距(即步距)60cm,则单根立杆受力为:N=0.6×0.6×58.66=21.12KN<[N]=40kN桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架(3)断面底板位置(图示部分Ⅲ),最大分布荷载混凝土自重q1:q1=(3.75×1.0×26)/(3.1×1.0)=31.45kN/m2模板自重q2:q2=2×1.0×(0.48+6.2+2.7)/(3.1×1.0)=6.052kN/m2施工人员及机械荷载q3:q3=2.5kN/m2混凝土振捣荷载q4:q4=2.0kN/m2桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架碗扣脚手架荷载q5:q5=7.0kN/m2合计:q=31.45+6.052+2.5+2.0+7.0=49kN/m2碗扣立杆分布60cm×60cm,横杆层距(即立杆步距)60cm,.则单根立杆受力为:N=0.6×0.6×73.21=17.64kN<[N]=40kN桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架荷载分布图示(单位:cm)5.4.5支架立杆稳定性验算碗扣式满堂支架是组装构件,一般单根碗扣在承载力允许范围内就不会失稳,为此以轴心受压的单根立杆进行验算公式:N≤[N]=φA[σ]碗扣件采用外径48mm,壁厚3.5mm,A=489mm2,A3钢I=10.78×104mm4
回转半径i=(I/A)1/2=1.58cm,跨中底板位置:步距h=60cm,长度系数:μ=1跨中底板处长细比:λ=μL/i=60/1.58=37.97<[λ]=150,取λ=38;桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架此类钢管为b类,轴心受压杆件,查表φ=0.893,[σ]=205Mpa立杆稳定许用承载力:[N]=0.893×489×205=89519N=89.52kN由前述计算可知,腹板处支架立杆承受的荷载最大,
Nmax=21.12kN由上可知:腹板处杆件承载力Nmax
<[N]=89.52kN腹板处立杆稳定系数:n=[N]/N=89.52/21.12=4.2>2结论:支架立杆的稳定承载力满足稳定要求。桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架5.4.6支架基础设计桥墩承台尺寸为12.5×9.1m,从平面布置图可以看出,部分立杆可以支撑到承台上,此位置不需进行基础设计和验算。但大部分立杆需要支撑到地面,就需要对基础进行处理以满足承载力的要求。一般地基的处理方式为对原地面进行平整并夯实后,浇筑15cm厚C20混凝土。桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架支架基础构造通过前述计算可知腹板下部的立杆承担的荷载最大Nmax=21.12kN,故对此处地基承载力进行检算。一般碎石基础夯实后的承载力[σ]可达300~400kpa。立杆承受的荷载在底托底部沿45度方向向基础传递,基底的受力面积为450cm×450cm。基底承受的荷载:N=N1+N混凝土=21.12+25×0.45×0.45×0.15=21.88kN基底应力σ=N/A=21.88÷0.2025=108.05kpa<[σ]地基承载力满足要求。桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架基础受力简图(mm)桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架满堂式碗扣支架布置1、上述设计有无不尽合理的地方,若有如何改进?2、若使步距增大至1.2米和1.8m,试计算立杆稳定性与承载力?3、步距的增大对承载力有何影响?思考与练习桥梁施工临时结构-碗扣式脚手架桥梁施工临时结构-交通战备制式器材现浇支架交通战备储备器材系交通部代国家储备的战备物资,包括:战备钢桥及专用工具、索具、浮箱、承压舟、捆绑加固器材,以及用交通战备储备资金建造的一切机具、器材。
公路交通战备钢桥主要是指:装配式公路钢桥-贝雷梁
铁路桥梁交通战备器材主要包括:六五式铁路军用墩,八三式铁路轻型军用墩、六四式铁路军用梁、八七式铁路应急抢修钢梁等。上述这些器材因其尺寸标准、重量轻、构造简单,便于运输和拼装,且拼装形式多种多样,承载力大,而大量应用于临时施工结构,尤其是桥梁施工中。交通制式器材简介桥梁施工临时结构-制式器材1、装配式公路钢桥基本构件名称和特性装配式公路钢桥由主梁桁架、桥面系、支撑件、桥端构件及架设工具等组成。1.1主梁桁架构件
主梁桁架构件有:桁架、桁架连接销及保险销、加强弦杆、弦杆螺栓、桁架螺栓等6种构件组成。1.1.1桁架由上、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成,上下弦杆的端部有阴阳接头,接头上有桁架连接销孔。
一、装配式公路钢桥-贝雷梁桥梁施工临时结构-制式器材杆件名称材料横断面型式横断面积(cm2)理论容许承载能力(kN)弦杆16Mn][1025.48560竖杆16MnI89.52210斜杆16MnI89.52171表1-1桁架单元杆件性桥梁施工临时结构-制式器材
桥梁施工临时结构-制式器材1.1.2桁架连接销及保险销桁架连接销供连接相邻两桁架用,形状如图所示,重3kg,在锥度的一端有一小孔,供插保险销用
,在另一端面上有一凹槽,其方向与保险销孔相同,在装销时如看不见销孔,可借导向槽方向以定销孔方向,有助顺利插入保险销。桥梁施工临时结构-制式器材1.1.3加强弦杆、弦杆螺栓、桁架螺栓加强弦杆一头为阴头,另一头为阳头。在加强弦杆的中间设有支撑架孔和弦杆螺栓孔。加强弦杆与桁架上、下弦杆的连接见下图。设置加强弦杆的目的,在于提高桁架的抗弯能力,充分发挥桁架腹杆的抗剪作用。桥梁施工临时结构-制式器材1.2桥面系桥面系包括横梁、纵梁、桥面板、缘材等。1.2.1横梁桥梁施工临时结构-制式器材1.2.2纵梁纵梁分有扣纵梁和无扣纵梁两种。有扣纵梁上焊有扣子,设在桥面两侧,桥面板榫头即安放在扣子之间,其中4个扣子开有通天孔,用于缘材螺栓通过此孔将缘材和桥面板与有扣纵梁连接。无扣纵梁不分正反面,设在桥面中间。桥梁施工临时结构-制式器材1.2.3支撑架
:支撑架用于第一排与第二排桁架的连接。双排单层桥,在每节桁架(或加强弦杆)顶面中央,水平安装1个支撑架。桥梁施工临时结构-制式器材2、装配式公路钢梁在施工中的运用装配式公路钢梁构造简单,其每一桁片形式相同,通过销子连接,可拼装成多排、多层形式,适用于不同长度及荷载的临时承重结构。主要用于梁式或梁柱式支架。桥梁施工临时结构-制式器材3、装配式公路钢梁计算模型简化装配式公路钢梁桁架系由单元桁架销接而成,单元间完全依靠钢销传力,在建立模型时在销接点处简化为铰接形式。桥梁施工临时结构-制式器材
“六四式铁路军用梁”和“加强型六四式铁路军用梁”都是全焊构架、销接组装、单层或双层多片式、明桥面体系的拆装式上承钢珩梁,主要适用于中等跨度铁路桥梁的桥跨抢修和修复。2.1六四式铁路军用梁的构造及用途六四式铁路军用梁的主桁包括标准三角(代号①)、端构架(代号②)、标准弦杆(代号③)、端弦杆(代号④)、和斜弦杆(代号⑤)和撑杆(代号⑥)等六种基本构件和钢销、撑抨销栓等两种节点联结伴组成二、六四式铁路军用梁桥梁施工临时结构-制式器材2.1.1标准三角六四式铁路军用梁单层、双层均使用桥梁施工临时结构-制式器材2.1.2端构架六四式铁路军用梁或加强型六四式铁路军用梁单层、双层均使用。主要拼成铁路标准跨度。2.1.3标准弦杆六四式铁路军用梁单层用。桥梁施工临时结构-制式器材2.1.4端弦杆六四式铁路军用梁或加强型六四式铁路军用梁单层、使用。2.1.5斜弦杆六四式铁路军用梁或加强型六四式铁路军用梁双层均使用。桥梁施工临时结构-制式器材2.1.6撑杆六四式铁路军用梁或加强型六四式铁路军用梁双层均使用。桥梁施工临时结构-制式器材2.2军用梁组装2.2.1单层梁和双层梁拼装示意图桥梁施工临时结构-制式器材端构架撑杆斜弦杆标准三角端构架标准三角端弦杆标准弦杆2.2.2军用梁计算模型简化
桥梁施工临时结构-制式器材刚架计算模型桁架计算模型2.2.3主要杆件承载能力桥梁施工临时结构-制式器材2.3八三墩与六四梁组合桥梁现浇支架设计桥梁施工临时结构-制式器材支架布置图(单位:cm)桥梁施工临时结构-制式器材支架剖面图组拼示意简图桥梁施工临时结构-制式器材2.3.1工程概况本桥位于吉林省延边自治州延吉市境内,桥梁上跨正在施工的东北东部铁路通道工程。桥墩均采用桩、柱式基础,柱径1.6米,桩径2.0米。桥台采用桩基础,桩径1.6米。上部采用40米装配式预应力混凝土简支转连续T梁,连孔长度为3×40。主梁中心距2.3米,预制梁高2.3米,梁间刚接,横桥向设置端隔板及中隔板。因铁路路堑开挖,桥面距地面最大高度为23米,路基开挖线详见支架布置图。桥梁施工临时结构-制式器材方案比选:方案1:满堂式碗扣支架施工优点:
(1)梁体混凝土浇筑与预应力张拉可一次完成,连续梁整体性好,施工平稳可靠;(2)三孔桥同时施工,避免体系转换,避免起恒载徐变二次矩;桥梁施工临时结构-制式器材缺点:
(1)租赁器材数量大,租赁费用高。(2)地基处理难度较大,费用较高。(3)对铁路施工影响较大,铁路路基施工、护坡工程施工不能间断,且铁路中心线两侧作为施工道路使用车流量较大。方案2:军用梁、军用墩组合梁-柱式支架优点:(1)作为制式器材,拼装速度快,承载力大。(2)地基处理范围小。桥梁施工临时结构-制式器材(3)不影响临时道路通车,对铁路路基、边坡施工影响小。(4)采用先简支后连续的施工方法,可分片进行梁体施工,先进行边梁浇筑,完成后移边梁至梁位,空出台座后进行中梁施工,可减少支架六四梁租赁数量,同时减少制梁模板数量。缺点:(1)在支架安装和拆除过程中需要大型起重设备。(2)器材租赁运距较远。综合比较之后决定采用军用梁、军用墩组合梁-柱式支架桥梁施工临时结构-制式器材2.3.2设计依据(1)铁路桥涵设计规范;(2)铁路桥涵施工规范;(3)六四式铁路军用梁手册;(4)八三式铁路军用墩手册;(5)东北东部铁路通道白河至和龙段新建铁路工程东通道白和段施工图。桥梁施工临时结构-制式器材2.3.3设计原则本工程桥梁模板支架结构由六四式铁路军用梁和八三式铁路轻型专用墩拼组而成,采用梁墩式结构。支墩利用八三式墩组成2×4断面形式,梁部结构由六四式军用梁组成。考虑到模板支架应具有足够刚性,能满足T梁施工过程中挠度控制的需要,故设计成每孔支架由一孔16m和一孔20m单层梁组成。两边支墩均置于经处理后的基础之上,中间设一临时支墩。军用梁横向布置由6片组成(该布置主要因施工需要和刚度要求),详见支架布置图。桥梁施工临时结构-制式器材2.3.4计算模型军用梁按桁架结构模型计算常用于支架设计之初,对结构进行粗略的估计计算,以确定支架方案是否可行;桁架模型计算不够精确,有时误差较大。如按完全钢架结构进行计算,则与结构实际状况不符,由于基本单元间的联结采用销钉连接,即可以认为是铰结,而按钢架结构处理显然是不合适的,尤其对结构位移的计算误差较大。桥梁施工临时结构-制式器材
鉴于按桁架模型和钢架模型存在的诸多问题。考虑其基本单元的全焊特性和全部杆件的作用,及基本单元间的销钉联接方式,采用钢铰混合模型进行结构分析是比较符合结构的实际情况的——即基本单元内的联结方式采用刚结,基本单元间的联结方式采用铰结,并考虑全部杆件的作用。该模型充分考虑了结构单元内部与外部联结的结构形式,在力学模型上最为合理。桥梁施工临时结构-制式器材桥梁施工临时结构-制式器材刚架计算模型桁架计算模型刚铰混合计算模型确立了计算模型,对结构进行计算。现在有许多工程结构计算软件可以使用,将人们从繁重的手工计算中解脱出来,就本例来说采用了MIDASCIVIL软件进行建模计算得到杆件内力与变形,从时间上大大缩短计算过程,从计算精度上减少了人为的误差,并能直观的反映出杆件内力和结构的变形情况,简化了设计过程。桥梁施工临时结构-制式器材MIDAS/Civil是个通用的空间有限元分析软件,可适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、飞机场、大坝、港口等结构的分析与设计。MIDAS/Civil计算软件用户界面操作方便,结果察看可通过钝化、消隐等措施直接以云图形式呈现。修改模型参数采用直接拖入形式也很方便。Midas/Civil在大临结构检算中的应用简介桥梁施工临时结构-制式器材Midascivil计算软件可用于膺架、托架、挂篮、便桥等钢结构的设计,一般用于这些大临结构的整体检算,在设计阶段对于每根杆件或小的结构部位计算常用手算或采用一些小型软件计算,如同济启明星软件,只要知道其是否能满足要求即可。桥梁施工临时结构-制式器材Midascivil计算软件用户界面操作方便,结果察看可通过钝化、消隐等措施直接以云图形式呈现。修改模型参数采用直接拖入形式也很方便。桥梁施工临时结构-制式器材查看结构变形:桥梁施工临时结构-制式器材查看结构内力:桥梁施工临时结构-制式器材桥梁施工临时结构-制式器材查看杆件应力:查看支座反力:桥梁施工临时结构-制式器材2.3.5施工荷载取值(1)钢筋混凝土容重:取26kN/m3,q1=106.22/40=2.6555t/m(2)施工人员及机具:取2.5kpaq2=2.5kN/m2×1×3.2=0.8t/m(3)振捣混凝土产生的荷载:取2.0kpaq3=2.0kN/m2×1×3.2=0.64t/m(4)六四梁自重:单层每片:取0.2t/m(未含联接系钢枕)
q4=0.20t/m桥梁施工临时结构-制式器材(5)钢枕(Ⅰ16):20.5kg/m,沿梁横向间距1m、长度3.2m/根布置。
q5=0.1312t/m(6)模板取2t/mq6=2t/m合计:Q=(q1+q2+q3+q5+q6)/3+q4=2.3t/m桥梁施工临时结构-制式器材荷载计算简图:桥梁施工临时结构-制式器材2.3.6计算结果2.3.6.1内力计算情况:20m军用梁受力内力图:16m军用梁受力内力图:桥梁施工临时结构-制式器材2.3.6.2内力计算情况:20m军用梁受力变形图桥梁施工临时结构-制式器材节点编号123456789101112131415161718192021X位移(cm)00.800.80.70.70.70.30.700.60.30.60.60.50.30.50.20.40.40.4Y位移(cm)00-0.6-0.6-1.3-1.3-1.9-2.0-2.4-2.4-2.9-2.9-3.3-3.3-3.7-3.7-3.9-3.9-4.1-4.1-4.1节点编号222324252627282930313233343536373839404142X位移(cm)0.40.30.30.20.50.20.40.10.10.10.400.700.40000.700.8Y位移(cm)-4.1-4.1-4.1-3.9-3.9-3.7-3.7-3.3-3.3-2.9-2.9-2.4-2.4-1.9-2.0-1.3-1.3-0.6-0.60016m军用梁受力变形图桥梁施工临时结构-制式器材节点编号123456789101112131415161718192021X位移(cm)00.400.40.30.30.30.10.300.30.10.20.20.20.10.10.20.10.20.1Y位移(cm)00-0.3-0.3-0.7-0.7-1.1-1.1-1.3-1.3-1.5-1.5-1.7-1.7-1.8-1.8-1.8-1.8-1.8-1.8-1.7节点编号222324252627282930313233343536373839404142X位移(cm)0.10.10.200.300.20000.400.4Y位移(cm)-1.7-1.5-1.5-1.3-1.3-1.1-1.1-0.7-0.7-0.3-0.3002.3.7结论:由上述计算结果可知:标准三角弦杆最大内力61.4吨
,斜腹杆最大内力22.4吨
;标准弦杆最大内力64吨,端构架中竖杆最大内力19.4吨。结构全部杆件内力均小于构件容许承载力,故杆件内力不控制设计。结构最大挠度为4.1cm,跨度20m时的f/L=1/488<1/400,跨度16m时的f/L=1/888<1/400,均满足施工规范要求。该支架梁的设计安全可靠。2.3.8八三墩受力检算(略)桥梁施工临时结构-制式器材1、贝雷梁支撑架的作用?2、如图所示情况,贝雷梁为何发生侧倾?如何防止侧倾?思考与练习桥梁施工临时结构-制式器材3、六四梁或贝雷梁支架采用连续梁形式,支点位置如何选择?桥梁施工临时结构-制式器材型钢支架桥梁施工临时结构-型钢组合支架1、型钢-钢管组合支架的构成和用途型钢-钢管组合支架主要是由工字钢或槽钢和大直径钢管组合而成的一种支架形式。工字钢或槽钢做主梁和分配梁承担上部荷载,大直径钢管做墩,是梁式支架的一种。这种支架主要用于地质条件较差(如淤泥地质或水中、地基处理困难、地基处理费用较高)的桥址,以及由于上部荷载较大,下部有通航、通车要求不宜采用满堂支架施工的桥梁,以及满堂支架施工的过车通道等工程中。一、型钢-钢管组合支架桥梁施工临时结构-型钢组合支架桥梁施工临时结构-型钢组合支架主横梁主横梁钢管墩纵梁或分配梁10×10cm方木落架措施横梁支座桥梁施工临时结构-型钢组合支架转体施工型钢支架现浇梁式支架连续梁0#块支架连续梁0#块支架1、工字钢:
主梁:通常采用Ⅰ40以上型号;
分配梁:
通常采用Ⅰ16~Ⅰ32;2、钢管:主要承重钢管:通常使用φ80cm~φ120cm,壁厚不小于8mm;
次承重钢管:通常使用φ40cm~φ60cm,壁厚不小于6mm;3、槽钢:
平联槽钢:[14~[18号槽钢二、型钢和钢管主要规格桥梁施工临时结构-型钢组合支架4、角钢:平联角钢:∠90×90×8以上规格5、钢板:
连接钢板及牛腿:15mm~20mm厚钢板桥梁施工临时结构-型钢组合支架1、所有焊缝要满足GB50205《钢结构工程施工质量验收规范的要求》;2、钢管墩与承台通过预埋钢筋或精轧螺纹钢的形式连接牢固;3、钢管之间必须通过平联相互联结形成整体;4、若墩身较高,则需要与墩身进行扶墩联结;5、兼作连续梁抗倾覆措施的钢管需要在钢管内部灌注混凝土或细砂以提高承载力和钢管稳定性;三、构造要求桥梁施工临时结构-型钢组合支架6、支架搭设完毕后需进行1.2倍的施工荷载预压,以消除塑性变形的影响及支架强度检验。7、做好落架措施,避免模板不能顺利拆除。桥梁施工临时结构-型钢组合支架4.1宁车沽永定新河特大桥连续梁0#块施工支架4.1.1工程概况宁车沽永定新河特大桥位于新建铁路天津至秦皇岛铁路客运专线天津段。大桥全长19175.7米,共计629孔,其中包含跨32+48+32m、40+56+40m、40+64+40m、48+80+48m共4座无碴轨道预应力混凝土连续梁桥。其中40+56+40m连续梁桥的起止里程分别DK55+086.70-DK55+224.40,全长137.5m。
四、型钢组合支架设计计算实例桥梁施工临时结构-型钢组合支架永定新河是永定河、北运河、潮白河和蓟运河洪水的入海通道,由于该段地处退海之地,周围多是沉沙、鱼塘和长满芦苇的沼泽地,特殊的土质和跨河施工为津秦客运专线的建设带来了很大困难。由于桥址所在位置不适于满堂式支架施工,因而采用悬灌浇筑的施工方法进行连续梁施工,但连续梁0#块仍采用支架现浇的形式,因此需要进行0#块施工支架设计。桥梁施工临时结构-型钢组合支架承台、墩身、梁体尺寸,单位cm桥梁施工临时结构-型钢组合支架梁体轮廓线承台轮廓线4.1.2设计方案比选因桥址位于河道内,地质情况复杂,连续梁施工采用挂篮施工方案,0#块施工仍采用支架现浇方案。
方案1:满堂碗扣式脚手架施工
由于承台面积较大,不需要进行地基处理故可采用满堂式碗扣式脚手架施工,考虑工地距离城市较远且租赁器材数量较大,综合考虑运输距离、运费、租费等原因后否决此施工方案。
桥梁施工临时结构-型钢组合支架方案2:型钢组合支架施工承台面积较大,可将承重钢管直接作用在承台上,从而避免了地基处理,且型钢组合支架承载力大、构造简单、受力明确,安装、拆卸方便,场内运输便利等优点。0#块施工完成后可充分利用型钢组合支架的钢管作为以后悬臂施工的抗倾覆措施结构,避免二次抗倾覆措施安装。桥梁施工临时结构-型钢组合支架4.1.3支架布置(1)立面图桥梁施工临时结构-型钢组合支架横梁纵梁(分配梁)外支撑柱落模砂箱(2)纵梁(分配梁)布置桥梁施工临时结构-型钢组合支架后横梁后横梁纵梁(分配梁)前横梁前横梁0#块轮廓线Φ80cm钢管承台轮廓线4.1.4支架受力计算一
、
设计依据:(1)无砟轨道40+56+40m现浇预应力混凝土连续梁设计图(2)钢结构设计手册(3)TB10002.1-2005铁路桥涵设计基本规范(4)TB10203-2002铁路桥涵施工规范(5)CECS28-2012钢管混凝土结构设计与施工规范桥梁施工临时结构-型钢组合支架二、荷载区域划分及荷载取值(1)钢筋混凝土容重:q砼=26kN/m3,并取1.05的系数(2)模板荷载q2:q2=20kN/m
(3)施工人员及机械荷载q3:q3=2.0kN/m2
(施工中要严格控制其荷载量)。(4)混凝土振捣荷载q4:q4=2.5kN/m2桥梁施工临时结构-型钢组合支架桥梁施工临时结构-型钢组合支架桥横向荷载分段区域图三
、
纵梁受力检算(1)断面翼缘板位置(图示部分Ⅰ),最大分布荷载:混凝土自重q1:q1=(1.1×3.5×26×1.05)/3.5=30kN/m
模板自重q2:q2=10kN/m
施工人员及机械荷载q3:q3=2.5kN/m2×2.4=6kN/m
混凝土振捣荷载q4:q4=2.0kN/m2×2.4=4.8kN/m桥梁施工临时结构-型钢组合支架工字钢自重q5
:q5=0.5kN/m合计:q=30+10+6+4.8+0.5=51.3kN/m纵梁检算:此部分荷载由2根I16工字钢承担,则每根I16承担荷载25.65kN/m
桥梁施工临时结构-型钢组合支架桥梁施工临时结构-型钢组合支架区域Ⅰ纵梁计算简图、弯矩图、剪力图(cm)前横梁支点后横梁支点墩顶支点16号工字钢截面特性可查表得到,Wx=140×10-6cm3腹板面积:A=8.4×10-4m2
纵梁弯矩:Mmax=5.8kNmσ=M/W=5.8kNm/140×10-6m3
=41.43Mpa<[σ]=160Mpa支反力N后横梁=43kNN前横梁=27.5kNτmax=24.6kNτ=24.6kN/8.4×10-4m2
=29.3Mpa<[τ]=80Mpa桥梁施工临时结构-型钢组合支架(2)断面腹板位置(图示部分Ⅱ),最大分布荷载:混凝土自重q1:q1=(5.57×3.5×26×1.05)/3.5=152kN/m
模板自重q2:q2=30kN/m
施工人员及机械荷载q3:q3=2.5kN/m2×2.05=5.125kN/m
混凝土振捣荷载q4:q4=2.0kN/m2×2.05=4.1kN/m桥梁施工临时结构-型钢组合支架工字钢自重q5:q5=0.5kN/m合计:q=152+30+5.125+4.1+0.5=192kN/m
纵梁检算:此部分荷载由由6根I16工字钢承担,则每根I16承担荷载32kN/m
桥梁施工临时结构-型钢组合支架区域Ⅱ纵梁计算简图、弯矩图、剪力图(cm)桥梁施工临时结构-型钢组合支架纵梁弯矩:Mmax=7.2KNmσ=M/W=7.2kNm/140×10-6cm3
=51.43Mpa<160Mpa支反力:N后横梁=53.5KNN前横梁=34.2KN
τmax=30.6KNτ=30.6kN/8.4×10-4m2
=36.43Mpa<80Mpa桥梁施工临时结构-型钢组合支架(3)断面底板位置(图示部分Ⅲ),最大分布荷载混凝土自重q1:q1=(4.07×3.5×26×1.05)/3.5=111kN/m
模板自重:q2=25kN/m
施工人员及机械荷载:q3=2.5KN/m2×3.1=7.75kN/m混凝土振捣荷载:q4=2.0KN/m2×3.1=6.2kN/m工字钢自重:q5=0.5kN/m桥梁施工临时结构-型钢组合支架合计:q=111+25+7.75+6.2+0.5=150.45kN/m2纵梁检算:由5根I16工字钢承担则每根I16承担荷载30kN/m桥梁施工临时结构-型钢组合支架区域Ⅲ纵梁计算简图、弯矩图、剪力图(cm)桥梁施工临时结构-型钢组合支架
纵梁弯矩:
Mmax=6.7kNmσ=M/W=6.7kNm/140×10-6m3
=47.86Mpa<160Mpa
支反力:N后横梁=50.2kNN前横梁=32.1kN
τmax=28.7KNτ=28.7kN/8.4×10-4m2=34.2Mpa<80Mpa故设计满足施工要求。桥梁施工临时结构-型钢组合支架四
、
横梁受力检算:前、后横梁采用2根I40a工字钢,为使横梁受力均匀,通过坠板和间隔撑将2根工字钢焊接成整体。通过纵梁计算可知后横梁受力最大,故取后横梁进行受力检算。经计算可知,在横梁外侧悬臂根部弯矩最大
Mmax=301.9kNmσ=M/W=301.9kNm/2×1090×10-6m3
=138.5Mpa<160Mpa
桥梁施工临时结构-型钢组合支架
τmax=289.3KNτ=289.3kN/2×39.9×10-4m2=36.255Mpa<80Mpa桥梁施工临时结构-型钢组合支架后横梁计算简图、弯矩图、剪力图(cm)因此处应力水平较高,故在横梁外侧采用型钢支撑措施以减小应力和挠度。桥梁施工临时结构-型钢组合支架增加型钢支撑后后横梁计算简图、弯矩图、剪力图(cm)增加横梁外支撑后此时横梁最大弯矩:Mmax=169.9kNm
σ=M/W=169.9×103kNm/2×1090×10-6cm3=77.94Mpa<160Mpa
τmax=289.3KNτ=289.3kN/2×39.9×10-4m2=36.255Mpa<80Mpa满足要求。
桥梁施工临时结构-型钢组合支架五、支撑钢管检算根据受力计算可知支撑钢管采用Φ80cm壁厚10mm的卷制钢管,钢管高度为10m。钢管承载力检算:钢管截面特性:A=248cm2Ix=193646cm4钢管自重:1.95kN/m×10m=19.5kN单根钢管受力为N=870kNσ=N/A=870×103/248×10-4=35.1M6pa<160Mpa桥梁施工临时结构-型钢组合支架稳定性检算:
根据设计,215#墩支撑钢管高度为6.87m,216#墩支撑钢管高度为10m,取216#墩支撑钢管进行检算。钢管长度L=1000cm,按照两端铰接情况进行稳定计算,长度系数μ=1
i=(Ix/A)-2=(193646/248)-2=28cmλ=μL/i=1000/28=35.7查表得:ψ=0.90σ容许=ψσ=0.90×160=144Mpa>35.1Mpa故钢管稳定性满足要求。桥梁施工临时结构-型钢组合支架六、抗倾覆验算
当0#块施工完毕后将进行挂篮的安装,继而连续梁悬臂施工开始。挂篮安装调试完毕后0#块现浇支架可以拆除,但两根主承重钢管将作为连续梁悬臂施工的抗倾覆措施继续工作,此时就应进行钢管的抗倾覆验算。支架安装之处承重钢管内已经灌注了C40混凝土,单根Φ80cm钢管混凝土(C40混凝土)的极限承载力为:
Nu=1.769×104kN(按照轴心受压钢管混凝土承载力进行计算)桥梁施工临时结构-型钢组合支架最不利荷载工况为:当施工至最大悬臂状态时(最大悬臂长度为27m),突然某一端挂篮坠落(挂篮重量按650kN计),此时单根钢管承载的荷载为N。2N×3.5m=650kN×27mN=2507kN<Nu=17690kN
结论:钢管承载力满足要求。桥梁施工临时结构-型钢组合支架桥梁施工临时结构-型钢组合支架抗倾覆计算简图七、支架构造细节桥梁施工临时结构-型钢组合支架主承重钢管构造图外侧支撑构造图落模砂箱构造桥梁施工临时结构-型钢组合支架1、简述型钢支架受力计算的过程。2、落模砂箱的作用?上网查询还有什么形式的落模设施?3、增大梁抗弯刚度的措施有那些?思考与练习桥梁施工临时结构-型钢组合支架桥梁施工临时结构-连续梁0#块无支架施工托架1、无支架施工桥梁上部结构的施工大体分为支架法施工和无支架施工两大类。支架法施工多采用满堂支架和门式支架。无支架施工包括缆索吊装施工、悬灌法施工、预制架设施工、顶推施工、转体施工等。无支架施工大大减少施工辅助结构及桥上施工作业量。从而显著改善工作条件,加快工程进度,已被现代桥梁施工所广泛采用。一、无支架施工桥梁施工临时结构-托架2、连续梁0#块无落地支架施工方法无落地支架施工就是将模板和支架合二为一,依靠模板自身的强度和刚度将施工荷载全部传递至墩身,再由墩身传递至基础,从而省去了传统施工中的落地支架,拓展了桥下施工空间。运用无落地支架施工技术,彻底改变了传统落地支架必须依靠地基承载施工荷载的观念,充分利用墩身自身承载力,有效缓解了施工阶段周边交通压力,同时降低了不良地质、高墩、河流、施工场地狭小等不利情况对施工的影响。桥梁施工临时结构-托架
桥梁施工临时结构-托架转体施工顶推施工预制悬拼缆索吊装施工悬灌法施工桥梁施工临时结构-托架二、托架的构造和力学原理桥梁施工临时结构-托架2.1托架的构造托架主要是由型钢桁架、连接装置、固定杆件等部分组成。型钢桁架:只要承重结构,承担上部钢筋、模板、混凝土以及施工荷载等。连接装置:将型钢桁架与墩身连接起来的构件。固定杆件:固定连接装置与墩身的杆件。桥梁施工临时结构-托架施工场地狭小高墩墩身位于水中高墩桥梁施工临时结构-托架型钢桁架连接装置型钢桁架固定杆件2.2托架力学原理托架的力学原理是二力杆件在工程中实际应用。二力杆件:指的是两个力作用在一个杆件上,且能使其处于平衡状态的杆件。由于二力杆件处于平衡状态,由力的平衡可知其两端所受的合力方向相反,力的大小相等。桥梁施工临时结构-托架桥梁施工临时结构-托架二力杆应用计算简图3、益将江特大桥连续梁施工0#块托架设计3.1、工程概况新建厦门至成都国家高速公路湖南省汝城至郴州公路益将江特大桥位于湖南汝城县的益将江上,大桥的主桥桥型为三跨变截面连续刚构(78m+145m+78m)和先简支后连续T梁,其中左线17跨、长837.48米,右线19跨、长857.48米,主墩高66米,最深桩基55米,桥墩类型7个,是国内少见的高墩、大跨、深基、多种墩身的复杂型桥梁工程。三、托架设计计算实例桥梁施工临时结构-托架桥梁施工临时结构-托架益将江特大桥主桥施工3.1.1主桥结构构造
主桥连续刚构中支点处梁高8.5m,跨中2m合龙段及边跨6.5m直线段梁高为3.5m。梁底曲线为二次抛物线。箱梁采用单箱单室、变截面、变高度结构。箱梁顶面宽12m,箱梁底面宽6.5m,主跨根部顶板加厚至50cm,其他部位厚度28cm;底板厚度100cm至32cm变化;腹板厚80~45cm,按折线变化。桥梁施工临时结构-托架3.2方案设计根据施工现场实际情况,连续刚构采用挂篮施工方案。综合考虑地形、墩高、水文等情况决定0#块施工采取托架施工。桥梁施工临时结构-托架3.3托架设计1、设计依据(1)益将江特大桥连续梁设计施工图(2)《钢结构设计规范》(GBJ17-88)(3)《铁路钢桥制造规范》(TB10212-98)(4)《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002)桥梁施工临时结构-托架桥梁施工临时结构-托架0#块施工荷载分布图(单位:cm)桥梁施工临时结构-托架托架平面布置图(单位:cm)桥梁施工临时结构-托架半立面、半A-A剖面(单位:cm)桥梁施工临时结构-托架B-B剖面(单位:cm)桥梁施工临时结构-托架C-C剖面(单位:cm)3.4托架、牛腿、预埋件构造3.4.1托架构造托架杆件采用双28a槽钢截面,将槽钢对扣在一起,通过坠板焊接成格构式构件,并用钢板将各杆件焊接在一起。此托架将型钢桁架与连接装置焊接一体。桥梁施工临时结构-托架3.4.2牛腿构造牛腿采用2cm厚钢板焊接而成。桥梁施工临时结构-托架3.4.2预埋件构造预埋件采用2cm厚钢板焊接而成桥梁施工临时结构-托架3.5荷载取值混凝土自重:q1=26.5kN/m3
,并考虑1.05的增大系数;施工荷载:q2=2kN/m2
;模板及支架荷载:内模2kN/m2
,底模1kN/m2
,外模及排架4.5kN/m2
;材料性能:(1)Q235钢材基本容许应力[σ]=140Mpa;弯曲容许应力
[σw]=140Mpa
;剪切容许应力[τ]=85Mpa桥梁施工临时结构-托架(2)φ32精轧螺纹钢基本容许应力
:[σ]=400Mpa;剪切容许应力:[τ]=280Mpa;桥梁施工临时结构-托架3.6纵梁荷载计算
桥梁施工临时结构-托架荷载区域划分及纵梁布置(单位:cm)(1)区域A:混凝土荷载:6.9465×26.5×1.05=190.48kN/m施工荷载:0.8×2=1.6kN/m模板荷载:
0.8×1=0.8kN/m区域A由2根纵梁承担,每根承担荷载为:96.44kN/m。(2)区域B:混凝土荷载:
0.8938×26.5×1.05=24.87kN/m施工荷载:2.75×2=5.5kN/m模板荷载:10.85×4.5=48.825kN/m区域B由2根纵梁承担,则每根承担荷载为:39.6kN/m桥梁施工临时结构-托架(3)区域C:混凝土荷载:1.702×26.5×1.05=47.36kN/m41.65×26.5×1.05=1159kN/m施工荷载:
4.9×2=9.8kN/m4.9×2=9.8kN/m模板荷载:
18.833×2=37.666kN/m18.833×2=37.666kN/m区域C由5根纵梁承担,则每根承担荷载为:横隔板区域:241.3kN/m箱室区域:18.97kN/m桥梁施工临时结构-托架(2)区域D:混凝土荷载:3.76×26.5×1.05=104.76kN/m施工荷载:4.9×2=9.8kN/m模板荷载:
4.9×1=4.9kN/m区域D由5根纵梁承担,则每根承担荷载为:23.89kN/m桥梁施工临时结构-托架3.7建模计算采用Midas有限元分析软件对挂篮结构进行建模、约束边界条件、加载。
0#块浇筑时模型如下图:桥梁施工临时结构-托架3.8计算结果:(1)纵梁:底板纵梁采用
型钢截面面积:腹板下纵梁:满足要求。
桥梁施工临时结构-托架底板下纵梁:翼缘板下通长纵梁:底板纵梁采用双
型
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