溢洪道交通桥、工作桥简易支承施工的设计与应用.doc

溢洪道交通桥、工作桥简易支承施工的设计与应用摘要：临江聚宝电站溢洪道的交通桥、工作桥。交通桥主梁断面尺寸宽高=0.350.8m。工作桥主梁断面尺寸宽高=0.350.8m。桥身跨度均为10m，在施工中利用焊制的相型梁。22a、10做成简易桁架，成本低、安全施工。本文论述了支承桁架的原理、结构设计和现场施工方法及施工体会，对今后类似钢筋砼施工提供参考。 关键词：溢洪道 交通桥及工作桥 主梁 桥面 相型梁 1 前言聚宝水电站座落于吉林省临江县境内，位于鸭绿江右岸五道沟河的中游。该水库为本河段多级开发的“龙头”水库，是一座以发电、防洪为主的综合利用水利枢纽。水库总库容5700万m3，电站总装机量18Mw。溢洪道位于左岸，系岸坡式溢洪道。闸室设两孔，孔宽10m。交通桥、工作桥断面详见下图：图1交通桥断面图 图2工作桥断面图 交通桥、工作桥的跨度为10m2 简易支承施工的设想溢洪道的交通桥与工作桥跨度均为10m，重量大（交通桥40.6t，工作桥33t），桥面高距地面20米以上，整体性强，施工难度大，利用现有的设备采用预制主梁吊装的方法很困难。加上当时资金紧张，采用购买型钢做支承即不经济也不方便。施工中考虑到利用现有焊制工字钢梁（图3），再购进一定的型钢做成简易支承承重。根据枢纽工程总体进度计划要求，采用常规的下部支承施工，施工前首先经过周密的计算，然后对原焊制工字钢梁检测，加长腹板，加固翼缘板。施工中降低难度，保证工期，减少用材，保证桥梁施工的安全和质量。实践中获得了成功，保证了工期。图3工字钢梁断面 3 设计3.1原理利用现有的焊制100相型梁，增加适当的22a、10做成简易的支承小桁架，承受桥身和模板的重量，实现交通桥、工作桥的砼浇筑。3.2支承承重设计3.2.1设计荷载详见表1、表2交通桥荷载表1序号名称取值标准计算结果G1桥自重2.5t/m340.6tG2100自重7.8t/m32.18tG3模板及其他荷载0.92t/m39.22t=G1+ G2+ G3组合值52t工作桥荷载表2序号名称取值标准计算结果G1桥自重2.5t/m333tG2100自重7.8t/m32.18tG3模板及其他荷载0.92t/m39.22t=G1+ G2+ G3组合值44.4t由以上两个表可知,交通桥组合荷载为52t，工作桥组合荷载为44.4t，取最大值52t计算。3.2.2基本尺寸桥身L=1000cm,b=30cm,G=52 t, A=138.4cm,t1=1cm,t2=0.8cm,h=100cm, h1=98cm。3.2.3计算计算依据水工钢结构。3.2.3.1支承梁的计算q=G/2L=2.6t/mM=1/8qL2=32.5t.m因L/b=1000/30=33.3>13故验算整体稳定用Mmax/(bWx)<f=21.5KN/cm2 (1)计算整体稳定用:b=b4320/(y2)(AH)/( Wx) (1+(yt)/（4.4h）)1/2+b 235/fy (2)=（L1t1）/（b1h）=0.33<2.0查附表六表达式得b=0.69+0.13=0.7342A=138.4cm2Ix=2bt1(h/2)2+ t2h3/12=206806.13cm4Iy2t1b3/12=4500cm4Wx=Ix/A=1494.3iy=(Iy/A)1/2=5.7cmy=L/iy=175.37b=0.5 b=0.8(2b-1)=0代入式（2）得b=1.1434>0.6b取值1验算整体稳定性代入式(1)Mmax/(bWx)=21.5KN/cm2(不安全)3.2.3.2斜支承选择选择如下图4布置图4 验算相型梁Mmax=1/8qL2=1/82.6(10-4)2=11.7T.m代入式（1）Mmax/（bWx）=7.83KN/cm221.5KN/cm2（安全）验算斜支承I22材料简易受力如图5N=T/sin45=18.385TN=AAN/=85.51mm2A22=4200mm2>85.51(安全)为了保证斜支撑的强度内部设置如图表两个斜拉撑材料用10 3.2.3.3相型梁搭接处应力的计算材料的选择及搭焊尺寸的计算焊缝计算hf1.5t1/2=4.74mm 选择hf=5.5mm搭焊长度8hfLw60hf即44mmLw330mmLw选择选择300mm由于相型梁长9.6m，预埋工字钢外露长度L=0.2+ Lw=0.5m埋深及选用材料的计算与选择Mmax=NL=6.5T.mb=1Wx> Mmax/（bf）=302.2cm3材料选择22a Wx=309 cm3,Ix=3400 cm4弯应力强度校核代入公式(1)Mmax/Wmin=(6.51010011)/3400=21.02KN/cm2<21.5KN/cm2(安全)埋深计算假设两根18圆钢焊接到主筋上(附受力图6)图6 23.14(18/2)22151000L13100.5L0.594m埋深选择1m深3.2.3.3相型梁吊环吊环选四个 n=6K4 选K=5G=1.2t fy=21.5KN/cm2则As=KG/(nfy)=46.5mm2d=(4As)/3.14)1/2=7.7mmdd所以材选16的圆钢即可。3.3内部结构加强施工中考虑到相型梁和I22a搭焊位置有可能存在偏差,以及预埋件和主梁中心线有偏差,造成偏心.因此在两个相型梁之间设五道斜拉小桁架,使两个相型梁构成箱子的形状,保证稳定.小桁架见图7桁架示意图7 4.布置及材料用量表4.1布置布置见图8、图9、图10交通桥支承布置图 图8 工作桥支承布置图 图9 布置侧视图 图10 4.2材料材料用量表3编号名称规格单位数量11010方木1010350cm根10022cm硬札木楔子2135cmm30.0523相型梁I100 960cm根24钢板14040cm块16518钢筋110cm根326I22a290cm根47I22a150cm根16810100cm根4910150cm根41010245cm根10115265cm根101216吊环60cm个85.相型梁的检测与补强经检测,工地相型梁长度仅7.5m长,且有个别地方脱焊、筋板有变形、中间有裂口。5.1相型梁加长利用工地1cm厚的钢板焊接加长相型梁，45斜坡口焊。焊缝0.8cm，焊长取1.5m。经检测焊接强度达到质量标准的要求。5.2补强针对个别脱焊的部位重新补焊，筋板纽曲的部位再加一块筋板。在斜支撑和相型梁的节点处，用1cm厚的钢板加两个15cm宽的筋板。在10和腹板焊接的地方，加焊钢板，避免因焊接导致腹板的强度降低。6施工要点体会6.1预埋件的跟踪与控制预埋I22a和钢板直接影响相型粱的位置和受力，进一步影响混泥土的浇筑安全。因此在施工中测量定位，闸墩浇筑到那个部位后及时检测。经检测I22a预埋件与主粱中心线偏差为1cm。施工中为了保证安全，在相反的方向配20圆钢直接在螺栓杆上。6.2相型粱吊装由于垂直运输工具只有1方吊，在吊装的过程中直接定位很难，在焊接时，相型粱的中心线和预埋件的中心线直接影响支撑受力。吊装时误差越小，扭转半径越小支撑越安全。吊装时反复调试，误差控制在5mm内。6.3混凝土浇注的跟踪