门洞贝雷梁方案.docx
《门洞贝雷梁方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《门洞贝雷梁方案.docx（28页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
门洞贝雷梁方案
第一章编制说明
1.1编制依据
《高架工程桥梁工程施工图设计》
《结构力学》
《材料力学》
《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2001）
《路桥施工计算手册》
《建筑结构荷载规范》
《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）
《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ_025-1986）
XX市高架桥梁类似工程支架方案
1.2编制说明
本方案适用于主线桥箱梁过路门洞施工。
主线桥第联上跨XX路，需要搭设门洞以保证交通。
XX路路口门洞最初方案采用：
钢管支墩+型钢分配梁+型钢主梁，方案编制完成后已通过专家评审，现考虑工期要求，业主要求我项目部将过XX路门洞方案上部结构做一调整，即将门洞上方主梁型钢梁换为贝雷片，调整后支撑形式为：
钢管支墩+型钢分配梁+贝雷片主梁。
本方案作为补充方案，碗扣式支架布设形式及方木布置形式均无变化，故对于此部分不做验算，仅对门洞区域结构进行验算。
第二章工程概况
2.1工程概况
高架工程共分成四个标段，本标段为第四标段，标段设计起点位于南侧145m处，终点位于以北约370m处。
本标段里程范围为K6+021.85～K8+050.00，线路全长约2028.15m，主要工程范围见图2-01。
高架桥起讫里程为K6+021.85～K7+871.8，主桥长1164.95m，高架起点位于与三标主线终点接口处，整体上呈南北布置，沿途依次跨越路、站前路、铁路、路等主要道路，与已经实施的北路相接。
图2-01工程平面布置图
2.2主线桥51联工程设计概况
主线桥51联跨越路采用大跨布置，跨径布置为40+55+40m，主梁采用变截面现浇预应力砼连续箱梁。
主梁预应力钢绞线主要布置在腹板内，局部布置在顶底板，主线桥横梁设置横向预应力，桥面设置横向预应力。
主梁标准断面箱梁采用单箱七室，斜腹板形式，箱梁顶宽42.5m,箱梁底宽33.2m，两侧斜腹板斜率1：
1.65，悬臂3.65m，梁高2.2～3.5m。
顶板厚0.25～0.55m，底板均厚0.25～0.8m。
腹板厚0.6～1.2m，主梁中横梁宽3.0m，端横梁宽2.0m。
如图2-02
图2-02主线桥联标准断面单箱七室结构断面图
第三章总体施工方案
3.1模板支架体系总体施工方案
连续箱梁支架体系全部采用碗扣式满堂红支架体系，碗扣支架钢管为φ48、t=2.6mm，材质为A3钢，轴向容许应力[σ0]=140MPa。
箱梁底模、侧模和内模均采用δ=15mm的竹胶板。
竹胶板容许应力[σ0]=14.5MPa,弹性模量E=6×103MPa。
（1）箱梁中横梁处，横向方木采用8*8cm@20cm，纵向方木采用8*13.5cm，支架立杆步距为60（横桥向）*30（顺桥向）cm，横杆步距为120cm。
（2）箱梁端横梁处，横向方木采用8*8cm@20cm，纵向方木采用8*13.5cm，支架立杆步距为60（横桥向）*60（顺桥向）cm，横杆步距为120cm。
（3）腹板处布置
中横梁两侧3米范围内，横向方木采用8*8cm@20cm，纵向方木采用8*13.5cm，支架立杆为30（横桥向）*60（顺桥向）cm，横杆步距为120cm。
中横梁两侧3~10米范围内，横向方木采用8*8cm@20cm，纵向方木采用8*13.5cm，支架立杆为30（横桥向）*90（顺桥向）cm，横杆步距为120cm。
中横梁两侧10米范围外，横向方木采用8*8cm@20cm，纵向方木采用8*13.5cm，支架立杆为60（横桥向）*90（顺桥向）cm，横杆步距为120cm。
（4）箱梁箱室处布置
中横梁两侧3米范围内，横向方木采用8*8cm@20cm，纵向方木采用8*13.5cm，支架立杆步距为90（横桥向）*60（顺桥向）cm，横杆步距为120cm。
中横梁两侧3米范围外，横向方木采用8*8cm@20cm，纵向方木采用8*13.5cm，支架立杆步距为90（横桥向）*90（顺桥向）cm，横杆步距为120cm。
（5）在翼缘板下，横向方木采用8*8cm@20cm，纵向方木采用8*13.5cm，支架立杆步距为90*90cm，横杆步距为120cm，在翼缘板根部立杆步距采用60*90cm，横杆步距为120cm。
（6）顶板内模下，横向方木采用8*8cm@20cm，纵向方木采用8*13.5cm，支架立杆步距为90*120cm，横杆步距120cm。
满堂支架平面布置图见图3-01、满堂支架横剖面图见图3-02、满堂支架纵剖面图3-03。
3.2跨XX路门洞支架搭设布置
第51联为跨越XX路连续梁，跨径布置为40m+55m+40m，因施工期间需保证车辆通行，考虑搭设门洞。
门洞按照双向四车道及两侧非机动车道设置，非机动车道靠机动车道侧与机动车道公用钢支墩门架。
另外一侧设置3排30×30支架，支架上横向设置10号工字钢，之上为贝雷梁。
详见附图3-04、3-05、3-06。
门洞搭设结构采用砼条形基础+外径529mm壁厚8mm螺旋管+三拼45a工字钢+贝雷梁+防护板（竹胶板或薄钢板）+分配梁（两根10#工字钢）设置，上部碗扣支架及纵、横向方木分配梁及竹胶板设置不变。
考虑到贝雷梁顶面上工钢分配梁上方支架底托不宜布置，不再使用底托，为保证稳定，在10#工钢上部、钢管支架底部采用纵向平放8#槽钢，钢管底部放在槽钢内部起到稳定作用。
为保证贝雷梁整体受力，防止贝雷梁出现横向失稳情况，贝雷梁拼装时要严格保证顺直度，同时，在贝雷梁搭设完成后，各片贝雷梁片之间采用φ48钢管及扣件将贝雷梁固定，钢管间距按照3m一道设置。
贝雷梁上分配梁（2根10#工字钢并排），严格按照碗扣支架立柱位置进行摆放，且双拼工字钢的接头应处于贝雷梁上，保证立柱传递的上方荷载能够直接传至贝雷梁上。
（工字钢分配梁与碗扣支架之间为平放8#槽钢），为保证摆放后位置固定，垂直10#工字钢方向可采用通长钢筋进行点焊固定。
为保证钢管立柱的稳定性，对贝雷梁上方钢管采用φ48钢管纵横向用扣件锁定（距底部不高于30cm处），同时在槽钢位置处对支撑钢管底部采用钢管或钢筋焊接固定。
为增加门洞及支架稳定性，采取以下措施：
把横向三拼工字钢与钢支墩焊接成为整体；非机动车道外侧的支架临边设置横向剪刀撑；门洞上方支架纵横向剪刀撑均加密布设，增加整体性。
钢支墩上横向工字钢加长，每边伸出不少于2米制作关棚，并在整个门洞上方设置防落网或者满铺竹胶板，使车辆及行人能安全通行。
3.3混凝土浇注总体施工方案
3.3.1梁体砼浇筑原则
总体浇注按照箱梁两端向中间的原则，先底板、再腹板、最后顶板（浇注过程分为两次，底板和腹板一次浇注，顶板一次浇注），从低到高、从中间向两侧斜腹板对称进行。
3.3.2浇筑顺序
用4台臂展48~52m的泵车对称布料、连续灌筑，按水平分层（灌筑厚度不大于300mm）、斜向分段（工艺斜度为1:
4～1:
5）的施工工艺左右对称灌筑。
第四章施工工艺
4.1施工工艺流程
满堂碗扣式支架施工现浇箱梁工艺流程见图4-01。
现浇箱梁工艺流程见图4-01
4.2施工方法
4.2.1地基处理
支架搭设前，必须对既有地基进行处理，地基处理后搭设支架前必须经过检测，能够满足承载力要求方可进行架体搭设作业；先将中央绿化带两侧设计机动车道范围内中/下层水稳摊铺完毕，做好现场养护，确保抗压强度不低于3Mpa后方可大面积起架，同时根据现场实际情况对绿化带和承台等开挖过的位于绿化带部位作硬化处理，严格按规范采取分层回填分层压实，顶上再浇筑15cm厚C20混凝土。
在地面硬化以后，应该加强箱梁施工场地内的排水工作，严禁在施工场地内形成积水，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患和事故。
4.2.2支架立杆位置放样
用全站仪放出箱梁中心线，然后用钢尺放出底座十字线，并标示清楚。
4.2.3安放底托
按标示的底座位置先安放底托，然后将旋转螺丝顶面调整在同一水平面上。
注意底座与地基的密贴，严禁出现底座悬空现象。
4.2.4安装立杆、横杆和顶托
从一端开始，按照顺桥向30cm、60cm或90cm，横桥向30cm、60cm或90cm布设立杆，横杆步距为60cm或120cm，调整立杆垂直度和位置后并将碗扣稍许扣紧，一层立杆、横杆安装完后再进行第二层立杆和横杆的安装，直至最顶层，最后安放顶托，并依设计标高将U型顶托调至设计标高位置，顶底层横杆步距均为60cm。
同时，需确保立杆自由端长度不大于50cm（即自托梁底至最近的碗扣节点之间的长度）。
4.2.5安放方木、铺底模
在顶托调整好后铺设纵向8×13.5cm方木，铺设时注意使其两纵向方木接头处于U型上托座上（防止出现“探头”木），接着按30cm或20cm间距铺设横向8×8cm方木，根据放样出的中线铺设δ=15mm的竹胶板做为箱梁底模。
4.2.6设置剪刀撑
支架纵横向均设置剪刀撑，剪刀撑与地面夹角45°～60°之间。
纵向剪刀撑横向间距不大于4.5米，在支架外侧及分区连接处必设。
横向剪刀撑沿纵桥向4.5米一道，水平剪刀撑在地面和顶面设置，间距不大于4.8米，所有剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与立杆扣紧外，在其中间要增加2～4个扣结点。
门洞上方支架也参照此要求设置剪刀撑。
4.2.7预压和沉降观测
为验证设计的合理性和支架受力后结构变形情况，在支架搭设后，现浇箱梁施工前对支架进行预压，预压荷载为预压范围内箱梁自重的120%。
1确定预压部位
根据51联实际情况，选择155#～156#跨跨中门洞中腹板区域贝雷梁支架，预压荷载选用箱梁砼重量的1.2倍。
2预压材料
根据现场施工条件,计划采用砼预制块，以确保预压时荷载的有效分布，预压材料通过吊车吊上支架人工配合就位。
3加载顺序
跨跨中门洞中腹板区域贝雷梁支架
加载分两次进行，第一次按箱梁箱室上倒角下缘处模拟荷载，第二次按箱梁混凝土浇筑顶板模拟荷载，加载重量按照箱梁砼重量的去1.2倍。
4预压观测点的设置
跨跨中门洞中腹板区域贝雷梁支架
（1）、纵向设置在贝雷梁端头、贝雷梁跨中、钢管支墩位置；
（2）、横向设置在每排贝雷梁下；
（3）、纵向设置在贝雷梁底、砼基础位置；
5预压测量方法
标高测量的方法采用水平仪测量。
在支架搭设完成，且模板铺设完成后，按照前述的观测点位进行原始数据测量，第一次荷载加载完毕后进行为期24小时的沉降观测，第二次加载完毕后再进行为期24小时的沉降观测。
支架变形稳定后不小于6小时（且预压时间不少于2天）方可卸载。
卸载后再将所有测点观测一遍并记录在案。
预压观测记录表见下表：
预压点位编号
预压前原始标高
第一次加载预压
第二次加载预压
0h
标高
6h
标高
12h
标高
18h
标高
24h
标高
0h
标高
6h
标高
12h
标高
18h
标高
24h
标高
6成果分析
根据预压测量成果，进行分析可得出得出：
a、地基基础沉降量；b、支架（贝雷梁）变形量。
由此二个量推出今后同条件的支架搭设过程中施工标高控制量。
同时通过预压可检验支架的承载力及稳定性。
第五章支架设计及验算
5.1支架、模板方案
5.1.1模板
箱梁底模、侧模和内模均采用δ=15mm的竹胶板。
竹胶板容许应力[σ0]=14.5MPa,弹性模量E=6×103MPa。
5.1.2纵、横向方木
纵向方木采用A-1东北落叶松，顺纹弯矩应力为14.5MPa，截面尺寸为8×13.5cm。
截面参数和材料力学性能指标：
W=bh2/6=80×1352/6=2.43×105mm3
I=bh3/12=80×1353/12=1.64×107mm3
横向方木采用A-1东北落叶松，顺纹弯矩应力为14.5MPa，截面尺寸为8×8cm。
截面参数和材料力学性能指标：
W=bh2/6=80×802/6=85333mm3
I=bh3/12=80×803/12=3.41×106mm3
考虑到现场材料不同批，为安全起见，方木的力学性能指标按湿材乘0.9的折减系数取值，则[σ0]＝14.5×0.9＝13.05MPa,E=9×103×0.9=8.1×103MPa，容重6KN/m3。
纵横向方木布置：
纵向方木或[10槽钢（I10工钢）布置间距等同于支架横向间距，横向方木间距一般为30cm，在腹板和端、中横隔梁下为20cm。
5.1.3支架
采用碗扣支架，碗扣支架钢管为φ48、t=2.6mm，材质为Q235A级钢，轴向容许应力[σ0]=140MPa。
详细数据可查表5.01。
碗扣支架钢管截面特性表5.01
外径
d（mm）
壁厚
t（mm）
截面积
A（mm2）
惯性矩
I（mm4）
抵抗矩
W（mm3）
回转半径
i（mm）
每米长自重
（N）
48
2.6
3.708×102
9.585×104
4.0×103
16.52
29.1N/m
碗扣支架立、横杆布置：
立杆纵、横向间距一般为90×90cm，在端、中横隔梁下为60×60cm、30×60cm，腹板下30×90cm、60×90cm。
横杆除顶端及底端步距为60cm外，其余横杆步距为120cm。
连接支杆和竖向剪刀撑见图。
5.2荷载取值及荷载组合
5.2.1荷载取值
（1）模板、支架自重：
竹胶板自重取0.15KN/m2。
8*8方木每米自重6*0.08*0.08*1=0.04KN/m。
按照间距20cm考虑，则每平米重量为0.04*5=0.2KN。
8*13.5方木每米自重6*0.08*0.135*1=0.0648KN/m。
按照间距30cm考虑，则每平米重量为0.0648*3.33=0.22KN。
查五金手册可知，[10槽钢每米自重10.0Kg，则为0.1KN/m，I10工钢每米自重11.2Kg，则为0.112KN/m，均小于8*13.5方木自重，偏安全考虑计算模板自重时全部按照8*13.5方木的自重计算。
计算支架时，模板及纵横向方木按照均布荷载计算，荷载大小为0.15+0.2+0.22=0.57KN/m2，取1KN/m2进行计算。
内模板（含内支架）均布荷载取2KN/m2
（2）新浇筑钢筋砼自重
参照《路桥施工计算手册》第172页，按配筋率，则钢筋砼自重取值26KN/m3。
（3）施工人员和施工料具运输、堆放荷载
①计算模板及直接支撑模板的小楞时，均布荷载取2.5kN/m2，另以集中荷载2.5KN进行验算；
②计算直接支撑小楞的梁或拱架时，均布荷载可取1.5kN/m2；
③计算支架立柱及支撑拱架的其它结构构件时，均布荷载可取1.0kN/m2。
（4）振捣混凝土时产生的荷载：
取2kN/m2。
5.2.2荷载分项系数
计算脚手架及模板支撑架构件强度时的荷载设计值，取其标准值乘以下列相应的分项系数：
（1）永久荷载的分项系数，取1.2；计算结构倾覆稳定时，取0.9。
（2）可变荷载的分项系数，取1.4。
计算构件变形（挠度）时的荷载设计值，各类荷载分项系数，均取1.0。
5.2.3荷载组合
计算底模板及支架强度时，荷载组合为：
（1）+
（2）+（3）+（4）；
验算底模板及支架刚度时，荷载组合为：
（1）+
（2）；
5.3模板及支架计算
5.3.1支架布置
（1）横、顺桥向布置详见附图3-01、3-02
（2）横杆竖向步距均按1.2m布设置
5.3.2立杆承载力计算
（1）荷载的计算
单肢立杆轴向力计算公式根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》5.6.2如下式5-1所示。
N=[1.2（Q1+Q2）+1.4（Q3+Q4）]×Lx×Ly（5-1）
式中：
Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距（m）；
Ｑ1——支撑架模板自重标准值；
Ｑ2——新浇砼及钢筋自重标准值；
Ｑ3——施工人员及设备荷载标准值；
Ｑ4——振捣砼产生的荷载。
由于碗扣支架的纵、横向间距不一样，并且承受的荷载也不一样，因此分区域进行计算：
1）、翼缘板根部区域：
取最大支架间距验算（横向0.6m×纵向0.9m）：
N1=[1.2×（1+26×0.55）+1.4×（2.5+2）]×0.6×0.9=13.32kN
2）、翼缘板端部区域：
取最大支架间距验算（横向0.9m×纵向0.9m）：
N2=[1.2×（1+26×0.22）+1.4×（2.5+2）]×0.9×0.9=11.63kN
3）、腹板区域：
横向0.6m×纵向0.9m，区域内按照2根立杆承受荷载考虑，区域内荷载为整个腹板的重量+相邻的顶底板荷载，如下图阴影部分所示：
N3=｛[1.2×1+1.4×（1+2）]×1.35×0.9+1.2×26×2.23×0.6｝/2=24.15kN
4）、箱室区域：
横向0.9m×纵向0.9m,该区域顶、底板最厚处为60cm：
N4=[1.2×（1+26×0.6）+1.4×（2.5+2）]×0.9×0.9=21.24kN
通过以上计算可知，钢管最大承载力为24.15KN。
根据WDJ碗扣支架设计使用说明书知：
步距为120cm时，单根钢管可承担的承载力为30KN，所以以上支架布设满足承载力要求。
5.4跨XX路门洞验算
1、荷载取值
模板木带荷载：
1.5kN/m²（重量取0.15吨/m²,查《路桥施工手册》）
内模板、钢管扣件自重：
2kN/m²箱梁钢筋砼自重为26KN/m3，
活载大小为：
人员、机械自重取1.0kN/m²
振捣产生的荷载：
2.0kN/m²
（1）箱梁混凝土自重
在贝雷梁支架区域，箱梁底板宽度、厚度及梁高均为变值，为简化计算，取箱梁砼断面最大时进行计算，底板宽度方向为3291cm，箱梁高度取最大值232cm，断面面积为35.01m2，底板厚度为27cm。
贝雷梁区域梁体自重g1=35.01*26=910.26KN/m
（2）模板重量g2=1.5×42.5=63.75KN/m（顺桥向每米重量）
（3）贝雷钢架主梁重量：
g3=24×58×2.7/3=1252.8KN（纵桥向贝雷梁共计58道，每道24米，单片贝雷梁长为3米）
（4）支架重量：
g4=（55*24/0.9*6+42.5*5*24/0.9+55*24*5）*5.94=1251.36KN
（碗口支架每米重量5.94Kg/m，支架总高度按12米计算，扣去门洞高度总计6米，则上方支架均高按6.0米计算。
）
（5）活载：
g5=4.5KN/㎡×42.5m=191.25KN/m
荷载分项系数，恒载按1.2，活载按1.4
2、贝雷梁上方双拼10#工字钢受力检算
仅对最不利荷载下工字钢受力进行计算：
（1）翼缘板下贝雷梁90cm间距内跨中受力（按简支梁保守计算）
M=P*L/4=13.32*0.9/4=2.997KN*m
（2）腹板下贝雷梁75cm间距内跨中受力（按简支梁保守计算）
M=P*L/4=24.15*0.75/4=4.53KN*m
（3）箱室下贝雷梁90cm间距内跨中受力（按简支梁保守计算）
M=P*L/4=21.24*0.9/4=4.78KN*m
取最大值M=4.78KN*m进行检算
10#工字钢力学特性如下：
[σw]＝205Mpa，E＝2.05×105Mpa
W=49cm3=49000mm3
I=245cm4=2450000mm4
EI=2.05×105Mpa×245cm4=502250N.m2
σ=M/W=4.78*106/2/49000=48.78Mpa<[σw]＝205Mpa
满足要求
3、贝雷梁受力检算
根据贝雷梁布置形式，选取中腹板及箱室区域对贝雷梁弯矩、剪力、挠度进行检算，根据《装配式公路钢桥多用途使用手册》，贝雷梁容许内力为：
桥型
容许内力
不加强桥梁
单排单层
双排单层
三排单层
双排双层
三排双层
弯矩（kN.m）
788.2
1576.4
2246.4
3265.4
4653.2
剪力（kN）
245.2
490.5
698.9
490.5
698.9
桥型
容许内力
加强桥梁
单排单层
双排单层
三排单层
双排双层
三排双层
弯矩（kN.m）
1687.5
3375
4809.4
6750
9618.8
剪力（kN）
245.2
490.5
698.9
490.5
698.9
容许挠度取L/400
a、取腹板区域贝雷钢架主梁进行验算，腹板宽60cm,取断面最高处梁高2.32米，贝雷钢架主梁间距75cm,按偏安全考虑，腹板砼全部支承于一组贝雷钢架主梁上，为简化计算并偏于安全考虑，按简支梁计算，将贝雷钢架主梁上方承受荷载简化为线荷载计算：
每米腹板区域一组贝雷钢架主梁承受的砼重量为：
2.32×0.6×26=36.19KN/m
每米腹板区域一组贝雷钢架主梁承受的模板重量为：
1.5KN/㎡×0.6m2/m=0.9KN/m
每米腹板区域一组贝雷钢架主梁承受的支架重量取为：
1KN/m
单组双排单层贝雷梁自重：
（2.7*2+0.21*2）/3=1.94KN/m,取2KN/m；
每米腹板区域一组贝雷钢架主梁承受的活载为：
3*0.6=1.8KN/m
则腹板区域一组贝雷钢架主梁每米承受的线荷载为：
q=1.2*（36.19+0.9+1+2）+1.4*1.8=50.62KN/m
贝雷钢架主梁计算跨径为9.0米
Mmax=ql2/8=50.62×9.02/8=512.53kN.m<1576.4kN.m，满足要求（具体参数查贝雷梁容许内力）
一组贝雷钢架主梁承受的总荷载为：
50.62KN/m*9.0m=455.58KN
则一组贝雷钢架主梁承受的最大剪力为455.58/2=227.79KN<490.5KN满足要求（具体参数查贝雷梁容许内力表）。
贝雷钢架主梁挠度：
fmax=5ql4/（384EI）
=5×50.62×9.04/（384×206000×0.0577434）
=0.36mm<[f]=9000/400=22.5mm所以腹板区域贝雷钢架主梁满足要求。
b、取箱式区域贝雷钢架主梁进行验算，箱式区宽度取90cm,混凝土上下桥面厚按0.6米，贝雷钢架主梁间距90cm,按偏安全考虑，箱式区砼全部支承于一组贝雷钢架主梁上，为简化计算并偏于安全考虑，按简支梁计算，将贝雷钢架主梁上方承受荷载简化为线荷载计算：
每米箱式区域一组贝雷钢架主梁承受的砼重量为：
0.9×0.6×26=14.0KN/m
每米箱式区域一组贝雷钢架主梁承受的模板重量为：
1.5KN/㎡×0.9m2/m=1.35KN/m
每米腹板区域一组贝雷钢架主梁承受的支架重量取为：
2KN/m
单组双排单层贝雷梁自重：
（2.7*2+0.21*2）/3=1.94KN/m,取2KN/m；
每米腹板区域一组贝雷钢架主梁承受的活载为：
3*0.9=2.7KN/m
则腹板区域一组贝雷钢架主梁每米承受的线荷载为：
q=1.2*（14.0+1.35+2+1.8）+1.4*2.7=26.52KN/m
贝雷钢架主梁计算跨径为9.0米
Mmax=ql2/8=26.52×9.02/8=26
升级会员 