铁路桥梁门式桥墩支架施工方案

新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线（甘青段）新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线（甘青段） LXSLXS－－1313 标河口村标河口村 1 1 号特大桥号特大桥 门式桥墩盖梁施工支架设计方案门式桥墩盖梁施工支架设计方案 中铁九局集团有限公司中铁九局集团有限公司 LXSLXS－－1313 标兰新项目经理部标兰新项目经理部 20102010 年年 1212 月月 4 4 日日 1 新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线（甘青段）新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线（甘青段） LXSLXS－－1313 标河口村标河口村 1 1 号特大桥号特大桥 门式桥墩盖梁施工支架设计方案门式桥墩盖梁施工支架设计方案 编编 制：制： 审审 核：核： 审审 定：定： 审审 批：批： 编制单位：中铁九局集团有限公司编制单位：中铁九局集团有限公司 编制时间：编制时间：20102010 年年 1212 月月 4 4 日日 2 一、一、 工程概况工程概况 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9.2m×5.8m，门墩横 截面尺寸为 4m×2m，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Φ500mm 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） 、 100mmΧ100mm 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 ①、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ρ＝2.6t/m3。 盖梁自重 Q1＝18Χ2.6Χ4Χ2.6=486.72t。 ②、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。 ③、结构检算荷载 Q＝K（Q1＋Q2）＝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＝153.938cm2； 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钢管支撑柱支撑高度计算表 盖梁支架高度组成计算表 模板厚 木楞 I20b 工字钢 加强型贝雷梁 支架降落支座 I45b 工字钢帽梁 合计 盖梁总高度 钢管支撑柱高度 2 10 20 2×170 30 45 427 1490 10421042 单位 cm cm cm cm cm Cm cm cm cm 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＝2.1×106Kg/cm2； 5 2EI 单根钢管的轴心受压支撑能力［Pcr］==847t。 2(H) 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 2.3.12.3.1、、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； ②、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双排双层加强型截面特性 几何特性 结构构造 W（cm3） 30641.7 I（cm4） 4596255.2 A（cm2） 457．6双排双层加强 ③、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＝273 MPa；允许剪应力为 1.3×160＝208 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× 6 1300＝1105 MPa；允许剪应力为 0.45×1300＝585 MPa。 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。 2.3.22.3.2、确定主桁梁贝雷桁架梁所需片数、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。 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 f max=3cm。 ②、钢材的弹性模量 E＝2.1×105MPa＝2.1×106Kg/cm2； 7 ③、根据均布荷载－简支梁跨中挠度计算公式：f c  ④、所需惯性矩，由挠度计算公式f c  5ql4 384EI 5ql4 384EI ，求得： 5ql4 4 ∑I＝384Efc＝ 5  438 .05  1500 ＝4583391cm4。 384  2100000 3 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： M max=118273500kg-cm； ②、贝雷梁最大弯曲拉应力 σ max＝Mmax/∑W=1930kg/cm2≈193Mpa；小于 16 锰钢允许拉应力、压 应力及弯应力 273 MPa； ③、核算跨中最大挠度f c  5ql4 384EI ＝1.5cm=15mm，计算结构不超标。 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 8 ①支撑跨度 L＝4.36m＝436cm。 ②