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PAGEPAGE4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1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Φ500mm、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=46220cm4横截面积A=153.938延米重量p=120.84kg钢管回转半径r=(I/A)0.5=17.33cm初步拟定压杆支撑高度H=1063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2×170cm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1042cm钢管长细比:λ=H/r=61.33。依据λ查得折减系数ψ=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E=2.1×105MPa=2.1×106单根钢管的轴心受压支撑能力[Pcr]==847t。受压自由系数β取1。钢管允许支撑力P=ψ[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2.3.1、贝雷桁架截面特性、物理力学参数①、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几何特性结构构造W(cm3)I(cm4)A(cm2)双排双层加强30641.74596255.2457.6③、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1.3×210=273MPa;允许剪应力为1.3×160=208MPa。节点穿销采用30铬锰钛钢,允许拉应力、压应力及弯应力为0.85×1300=1105MPa;允许剪应力为0.45×1300=585MPa。④、单片贝雷桁片几何尺寸如图6.1所示⑤、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。2.3.2、确定贝雷桁架梁的受力简图如图3所示。①、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fmax=3②、钢材的弹性模量E=2.1×105MPa=2.1×106③、根据均布荷载-简支梁跨中挠度计算公式:④、所需惯性矩,由挠度计算公式,求得:∑I===4583391cm4。⑤、所需贝雷梁片数n=∑I/I=1,考虑不均匀受力系数β=0.8,取n=2组(组合贝雷桁梁)。⑥、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①、依据贝雷梁受力如图3所示,求得跨中最大弯矩:Mmax=118273500kg②、贝雷梁最大弯曲拉应力σmax=Mmax/∑W=1930kg/cm2≈193③、核算跨中最大挠度=1.5cm=以上检算结果满足施工支架钢结构设计要求。④、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。2.4、I45b工字钢帽梁①支撑跨度L=4.36m=②承担荷载q=357.1施工荷载按梁重Q1的15%,荷载系数K取1.2。③跨中挠度f=400/500=0.8cm,按1/500控制。③、所需惯性矩,由挠度计算公式,求得:∑I===70853cm4。④、所需贝雷梁片数n=∑I/I1=70853cm4/33760cm4=2.1,取n=3I45b工字钢截面惯性矩I1=33760cm4。2.5、I20b工字钢横向分布梁I20b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、100mmΧ100mm木方楞100mmΧ100mm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。3.2、钢管支撑柱布置位置如图4所示。3.3、支架落架支座结构示意图-图5。3.4、支架落架照片—参考照片-图6。3.5、组合横梁横向支撑加固支架结构示意图-图7。3.5、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。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长双层贝雷桁架梁。3.7、钢管支撑柱底座顶帽结构示意图-图10。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φ32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φ32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20~30mm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。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

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