满堂支架和贝雷梁施工法综合运用的研究.pdf

分类号：T U 一9 9 档案号：2 0 1 5 1 2 0 3 0 8 5 2 1 3 2 0 Z 2 0 密级：公开 学号：1 0 1 2 0 3 1 0 1 9 荔纠轩岿髻阮 硕士学位论文 ( 在职专业学位) 论文题目：满堂支架和贝雷梁施工法综合运用 的研究 学生姓名：庄丽娟 指导教师姓名： 专业学位类别：工程硕士 专业领域： 研究方向： 建筑与土木工程 结构工程 二。一六年一月 万方数据 苏州科技学院硕士学位论文 ( 在职专业学位) 满堂支架和贝雷粱施工法综合运用的研究 学生姓名：庄丽娟 指导教师姓名：刘凡( 校内) 韩树山( 校外) 专业领域：建筑与土木工程 研究方向：结构工程 苏州科技学院土木工程学院 二。一六年一月 万方数据 M a s t e rD i s s e r t a t i o no fS u z h o uU n i v e r s i t yo f S c i e n ca n d T e c h n o l o g c i e n c e a n1e c n n o l o g y F u l l f r a m i n ga n db a i l e y b e a mc o n s t r u c t i o n m e t h o do ft h ei n t e g r a t e du s eo fr e s e a r c h M a s t e rC a n d i d a t e ：Z h u a n gL i - j u a n S u p e r v i s o r ：P r o f L I UF a n P r o f H A NS h u - s h a n M a j o r ：A r c h 。i t e c t u r ea n dc i v i le n g i n e e r i n g R e s e a r c hA r e a ：S t r u c t u r a lE n g i n e e r i n g S u z h o uU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y C i v i lE n g i n e e r i n gC o l l e g e J a n u a r y , 2 016 万方数据 苏州科技学院学位论文独创性声明和使用授权书 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 、论文作者签名：产囱0 鹚L 学位论文使用授权书 苏州科技学院、国家图书馆等国家有关部门或机构有权保留本人所送交论文的复 印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人完全了解苏州科技学院关于收集、保 存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学 校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用 影印、缩印、数字化或其他复制手段保存汇编学位论文；同意学校用不同方式在不同 媒体上公布论文的部分或全部内容。 ( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名： k 日期：丛年上月卫日 指导教师签名： k日期：生! 堡年上月生日 万方数据 学位论文答辩委员会名单 姓名专业技术职务现从事专业工作单位、部门签名 主席唐兴荣教授苏州科技学院 岁乃稚 孙国华 副教授苏州科技学院 矗) 髀 委 中亿丰建设集团 I 马占勇 高工 7v 股份有限公司 J I 勿 口 贝 答辩 锄茜 秘书 袁晓静实验师苏州科技学院 垂重塑同学学位论文答辩成绩垒5 ：篁； 质量等级盥( 分优秀、良好、合格和不合格四等) 。 一 、 、 答辩委晕鑫毒毒名专j 、j 而欢 ( 罄譬公享) 、。j ： ，参0 ：一蔷鹾年2 月 i 。7 一矿 注：本页放在学位论文终稿纸质稿中独创性声明之后 万方数据 苏州科技学院硕士论文 目录 目录 中文摘要 I A b s t r a c t I I 第一章绪论” l 1 1 背景、目的和依据 1 1 1 1 背景和目的 l 1 1 2 选题依据 1 第二章贝雷片和碗扣式支架的发展和现状 2 2 1 贝雷梁简介 2 2 2 贝雷梁的应用 2 2 3 贝雷梁应用中存在的问题 3 2 4 碗扣式脚手架的简介 4 2 5 碗扣式脚手架应用中存在的问题 5 第三章：静波桥工程贝雷梁碗扣支架和贝雷梁综合体系运用 6 3 1 满堂碗扣式支架与贝雷梁支架的比较 6 3 2 静波桥的施工方案 7 3 3 支架搭设8 3 3 1 贝雷梁搭设 8 3 。3 2 贝雷梁上部支架布设 8 3 3 3 支架搭设 8 3 4 支架预压 1 0 3 5 支架拆除 1 0 第四章：利用M I D A S C i v i i 分析及数据验算 1 2 4 1M I D A S C i v i l 软件简介 1 2 4 2 计算依据 1 3 4 3 材料参数及强度特性 1 4 4 4 计算说明 1 4 4 4 1 贝雷支架布置 1 4 万方数据 4 4 2 贝雷支架平台验算 1 5 4 4 2 1 荷载分柝 1 5 4 4 2 2 工况分柝 1 5 4 4 2 3 贝雷梁验算 1 5 4 4 2 3 1 工况1 情况下贝雷支架计算 1 5 4 4 2 3 2 工况2 情况下贝雷支架计算 1 6 第五章经济性能。 2 2 5 1 常规施工方法的造价一 2 2 5 2 贝雷梁和满堂脚手架施工方法的造价。 2 3 5 3 两者对比的结果 2 3 第六章：总结与展望 2 4 6 1 本文的总结2 4 6 2 满堂支架和贝雷梁综合体系的展望 2 5 参考文献 2 6 致谢 2 7 作者简介 2 8 万方数据 苏州科技学院硕士论文摘要 摘要 目前各地区在桥梁施工中，对施工承重体系的采用仍然以满堂支架为主，但随 着施工技术工艺的发展和进步，采用贝雷梁或综合满堂支架和贝雷梁作为施工承重 体系已成为一种趋势。但是目前贝雷梁的施工和使用仍处在发展初期，还没有系统 的理论分析的支撑和工艺标准以及使用原则。 本文针对桥梁施工中的承重结构，从地形适应能力、结构受力、安全性能、施 工操作特点、经济性能等方面，对满堂支架和贝雷梁两种施工技术的特点进行了分 析、归纳和比较，并结合苏州市静波桥旌工的工程实例，利用M I D A S C i v i l 分析软 件，进一步分析和验证了贝雷梁支撑体系在施工各工况的受力性能，最后对满堂支 架和贝雷梁两种施工技术的经济性能做了分析比较，提出了两种支撑体系综合运用 的原则。本项目的研究内容既有理论意义，又有工程实际应用价值，特别是大型常 规桥梁的施工，从安全、质量、进度、成本控制上具有其借鉴作用。 关键词：施工支撑体系、贝雷梁、满堂支架、综合体系 万方数据 苏州科技学院硕士论文A b s t r a c t A b s t r a c t R e g i o n si nt h eb r i d g ec o n s t r u c t i o n ，a tp r e s e n t , t h ec o n s t r u c t i o no fb e a r i n gs y s t e mu s i n g s t i l li sg i v e np r i o n t yt ow i t hf u l lf r a m i I l g ，b u t 埘mt h ed e v e l o p m e n to fc o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g ya n dp r o g r e s s ，u s i n gb a i l e yb e a mo rc o m p r e h e n s i v ef u l lf r a m i n ga n db a i l e y b e a ma ss u p p o r t i n gs y s t e mc o n s t r u c t i o nh a sb e c o m eat r e n d B u tt h ec o n s t r u c t i o na n du s e o fb a i l e yb e a mi ss t i l li nt h ee a r l ys t a g eo fd e v e l o p m e n t ，h a sn o ty e tb e e nt h e o r ys u p p o r t a n dt e c h n o l o g yo ft h es t a n d a r do ft h es y s t e ma n du s i n gt h e p r i n c i p l e B e a r i n gs t r u c t u r ei nt h eb r i d g ec o n s t r u c t i o n ，t h ea u t h o ro ft h i sp a p e r , f r o mt h et e r r a i n a d a p t a b i l i t y , s t r u c t u r e ，s e c u r i t y , p e r f o r m a n c e ，o p e r a t i o nf e a t u r ea n de c o n o m i cp e r f o r m a n c e ， e t c ，o ff u l lf l a m i n ga n db a i l e yb e a mt w ok i n d so fc o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g ya r ea n a l y z e d ， t h ec h a r a c t e r i s t i c so fi n d u c t i o na n d I c o m p a r i s o n ，c o m b i n e dw i m t h ep r o j e c to fs u z h o u s t a n d i n gw a v eb r i d g ec o n s t r u c t i o n ，u s i n gM I D A S C i v i la n a l y s i ss o f t w a r e ，af u r t h e r a n a l y s i sa n d v a l i d a t i o no f b a i l e yb e a m s u p p o r t i n gs y s t e mi nt h ec o n s t r u c t i o no ft h e m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，t h ew o r k i n gc o n d i t i o no ft h el a s tt w oc o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yo f f u l lf r a m 啦a n db a i l e yb e a ma n a l y s i sa n d c o m p a r i s o n , t h ee c o n o m i cp e r f o r m a n c eo fp u t f o r w a r dt h ei n t e g r a t e du s eo ft h ep r i n c i p l eo ft w ok i n d so f s u p p o r ts y s t e m T h eo b j e c t i v eo f t h er e s e a r c hc o n t e n th a sb o t ht h e o r e t i c a ls i g n i f i c a n c ea n dv a l u ei ne n g i n e e r i n ga p p l i c a t i o n , e s p e c i a l l yl a r g ec o n v e n t i o n a lb r i d g ec o n s t r u c t i o n , f r o ms a f e t y , q u a l i t y , p r o g r e s sa n dc o s t c o n t r o lh a si t sr e f e r e n c e K e y w o r d ：C o n s t r u c t i o no fs u p p o r t i n gs y s t e m ，B a i l e yb e a m ，b o w lb u c k l et i m b e r i n g ， i n t e g r a t e ds y s t e m 万方数据 苏州科技学院硕士论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 背景、目的和依据 1 1 1 背景和目的 目前各地区在桥梁施工中，对施工承重体系的采用仍然以满堂支架为主，但随着 施工技术工艺的发展和进步，采用贝雷梁或综合满堂支架和贝雷梁作为施工承重体系 已成为一种趋势。但是目前贝雷梁的施工和使用仍处在发展初期，还没有系统的理论 分析的支撑和工艺标准以及使用原则。本文拟从地形适应能力、结构受力、安全性能、 施工操作特点、经济性能等方面，对满堂支架和贝雷梁两种施工技术的特点进行分析、 归纳和比较，并结合苏州市静波桥施工的工程实例，利用M I D A S C i v i l 分析软件，进 一步分析和验证贝雷梁支撑体系在施工各工况的受力性能，最后对满堂支架和贝雷梁 两种施工技术的经济性能做了分析比较，提出了两种支撑体系综合运用的原则。本项 目的研究内容既有理论意义，又有工程实际应用价值，特别是大型常规桥梁的施工， 从安全、质量、进度、成本控制上具有其借鉴作用。 1 1 2 选题依据 为解决苏州市木渎胥江城静波桥工程施工中，相关施工承重体系的比较选择等问 题而开展本课题的研究工作。该桥跨径为5 8 + 8 8 + 5 8 米跨越胥江，采用挂篮施工，连 续箱梁采用悬臂浇筑施工。由于挂篮施工需要先浇筑墩顶梁0 号块和1 号块，以用做 挂篮工作车安置。对于O 号块和1 号块的施工，常规是采用地基硬化处理，碗扣式满 堂支架法现浇。但本工程1 号块所在位置靠近胥江运河边，无法全部搭设支架，经过 考察和计算，岸上部分采用满堂支架现浇，靠河部分采用贝雷梁悬挑支架作为平台再 搭设碗扣式支架现浇，结合了贝雷梁和满堂支架的综合运用。 万方数据 苏卅i 科技学院硕士论文 第二章贝雷片和碗扣式支架的发展和现状 第二章贝雷片和碗扣式支架的发展和现状 2 1 贝雷梁简介 贝雷片，又称为贝雷梁或桁架，最先在二战时由一名英国工程兵发明，以解决战 争期间桥梁快速架设的需要，并以他的名字命名。于1 9 6 5 年定型生产，在我国得到 了很大发展，广泛应用于国防战备、交通工程、市政水利工程，是我国应用最为广泛 的组装式承重构件。见下图2 - 1 贝雷片详图 2 2 贝雷梁的应用 图2 1 贝雷片详图 贝雷片可用于公路桥梁，拼装龙门吊车，导梁，架桥机，吊篮等贝雷桁架组合门式 起重机，采用装配式公路钢桥构件拼装龙门架，而且其跨距与立柱高度可调，以适应 不同的工作场地，广泛应用于公路、铁路、市政、建筑、水利等建设项目、桥梁施工 预制场起吊移运预制构件、桥墩旁运装大梁等现场施工作业。图2 2 、3 贝雷梁在实 际中的运用 万方数据 苏州科技学院硕士论文第二章贝雷片和碗扣式支架的发展和现状 图2 - 2 贝雷梁在实际中的运用 图2 - 3 贝雷梁在实际中的运用 2 3 贝雷梁应用中存在的问题 2 0 1 1 年1 2 月5 日，合肥市包河大道高架桥在建工地发生高架桥钢结构梁坍塌 事故。 3 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第二章贝雷片和碗扣式支架的发展和现状 2 0 0 9 年1 0 月2 0 日，京沪高铁徐州段贾旺区境内引龙河特大桥施工现场发生坍 塌事故，造成5 死1 伤 最严重的一起事故发生在1 9 9 6 年1 2 月，广东韶关坪公路白桥坑特大型桥施工 过程中，由于贝雷梁组成的组合支架发生弯曲变形，失稳倒塌，正在桥面作业的9 0 多名施工人员全部坠落7 4 米深的山谷，造成3 2 死，5 0 几伤的重大事故。 贝雷桁架片主要构件由桁架片、桁架连接销、支撑架、桁架螺栓4 种构件组成。 每片贝雷桁架片主要受力构件由桁架、支撑架连接而成，支撑架用8 # 工字钢厂家生 产的9 0 c m 标准架。整个桁架片由贝雷桁架片通过端部连接销拼装而成。 立柱是贝雷梁支架的基础，立柱稳定关系到整个支架的稳定性。这就造成贝雷梁 在使用过程中会有失稳倾斜等不确定因素，一旦发生非常危险。造成贝雷梁局部失稳 不外乎两个原因，一是架体或其杆件、节点实际受到的荷载作用超过了其实际具有的 承载能力，另一个就是由于架体受到了不应有的荷载作用，如测力、拉力、扭转、冲 撞等，或者架体发生了不应该有的设置与工作状态变化，比如倾斜、滑移和不均衡沉 降等，导致发生非原设计受力状态的破坏。 2 4 碗扣式脚手架的简介 碗扣型多功能脚手架是在吸取国外同类型脚手架的先进接头和配件工艺的基础 上，结合我国实际情况而研制的一种新型脚手架。碗扣型多功能脚手架接头构造合 理，制作工艺简单，作业容易，使用范围广，能充分满足房屋、桥涵、隧道、烟囱、 水塔等多种建筑物的施工要求。与其它类型脚手架相比，碗扣型多功能脚手架是一种 4 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第二章贝雷片和碗扣式支架的发展和现状 有广泛发展前景的新型脚手架。图2 4 满堂支架的运用示例 2 5 碗扣式脚手架应用中存在的问题 碗扣式脚手架现浇预应力混凝土连续箱梁在桥梁工程中是一种较为常见的施工 方法，在一联或多跨桥下设置支架，体系转换次数很少。常规的碗扣式脚手架施工一 般适用于高度低于1 5 m 左右的墩身上部结构，无通航和通行要求的桥跨，地基条件较 好的地区施工。支架模板消耗量大、工期长，尤其对支撑的基础要求比较高，对山区 桥梁及高墩有很大的局限性。在苏州这样的地区，水网发达，桥梁比重加大，采用常 规碗扣式脚手架施工，需要进行大面积的支架软土地基处理。这也是目前满堂支架亟 需要解决的问题。图2 5 满堂支架的基础示意 图2 - 5 满堂支架的基础示意 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第三章静波桥工程碗扣支架和贝雷梁综合体系运用 第三章静波桥工程碗扣支架和贝雷梁综合体系运用 3 1 满堂碗扣式支架与贝雷梁支架的比较 根据静波桥所处的地形和箱梁结构形式，满堂碗扣式脚手和贝雷梁都能作为施工 支架。确定方案前，我们对这两种支架从结构受力、安全性能、施工难易程度、经济 性能方便进行了比较，结果如下表3 1 1 ： 支架形式碗扣式脚手钢管立柱贝雷梁支架( 设临时支墩) 荷载传递途径明确，对钢管立柱和贝 结构受力结构受力明确，计算分析简单 雷梁要求不高 地基易产生不均匀沉降，较易发生安全支架构件较大，在河岸中央很难保证 安全性能 事故安全性 地基处理难度大，支架搭设、拆除相对临时支墩设置繁琐，支架搭设、拆除 施工难易程度 容易工作量大 地基处理费用较高，施工人员数量多， 经济性能机械设备投入较少，施工进度缓慢成本 临时支墩设置费用高 高 表3 1 1 支架性能比较 根据上表我们可以很明确的看出碗扣式脚手和贝雷梁支架各有优缺点，主要存在 如下问题： l 、 胥江河边地基属于软弱地基段，地基承载力较差，采用满堂支架施工需 对地基进行加固处理。施工过程中地基可能出现不均匀沉降，对梁体混 凝土造成危害。支架搭设完成后需对支架逐跨进行预压，施工环节多， 材料周转周期长，费用大。因此，碗扣式满堂支架不适用于静波桥的施 工。 2 、 如果采用钢管立柱贝雷梁支架施工，则跨中需设置临时支墩，临时支墩 基础可采用钻孔灌注桩或者插打钢管桩。采用钻孔灌注桩做基础显然是 不经济的，而插打钢管桩则需要配置振动打桩锤和大吨位吊机，机械设 备投入大。施工完成后，后置钢管桩拔除比较困难，而且河道也无法按 6 万方数据 苏州科技学院硕士论文第三章静波桥工程碗扣支架和贝雷梁综合体系运用 照预期的一直通航。因此钢管立柱贝雷梁支架也不适用静波桥的施工。 本文主要针对静波桥工程的施工条件进行研究，从地形适应能力、结构受力、安 全性能、施工操作特点、经济性能等方面，对满堂支架和贝雷梁两种施工技术特点进 行比较，并得出一种相结合的整体支撑体系。 3 2 静波桥的施工方案 由于静波桥采用挂篮施工，需要先浇筑墩顶梁0 号块和1 号块，以用做挂篮工作 车安置。对于0 号块和1 号块的施工，常规是采用地基硬化处理，碗扣式满堂支架法 现浇。满堂支架对地基的要求比较高，但本工程1 号块所在位置靠近胥江运河边，如 果进行满堂支架的搭设，必须进行围堰、抽水、进行软地基处理，且地基达到受力要 求后才能作为支架的基础工作面。若采用满堂支架将影响河道的正常通行，而且支架 基础受到河水的冲击，稳定性也会受到影响。经过考察和计算，全部采用搭设满堂支 架从经济、工期和安全的角度都不可行。 由于贝雷梁架设迅速，方便快捷，机动性强，在很多跨公路，跨河道的连续现浇 梁中，为支架提供了前提条件。在挂篮，高速公路跨河施工中，也可以为施工中提供 便道，增加施工的快捷与方便，而且贝雷梁对基础的要求不是很高。因此选择组合贝 雷梁悬挑支架作为这个工程的满堂支架基础非常可行。因此考虑采用贝雷梁作为满堂 支架的支撑基础，保证了支架体系的稳定、安全性。而贝雷梁的上部与梁底之间仍然 采用满堂支架，是为了便于箱梁浇筑后支架尤其是贝雷梁的拆卸方便，同时具有高强 度、拼装省力、施工速度快、安全可靠、外观整齐等优点。 最终经过专家论证，从本工程的地形条件、工期、经济上都表明，静波桥岸上部 分采用满堂支架现浇，靠河部分采用贝雷梁悬挑支架作为平台再搭设碗扣式支架现 浇，结合了贝雷梁和满堂支架的综合运用。 根据现场实际定位放样后，0 号块和1 号块所组成的临时固结段在z 7 、z 8 主墩 位置位于胥江运河边，z 7 和z 8 号主墩承台宽1 5 m ，纵向长度9 3 m ，厚度3 0 m ，因此0 号段施工可利用承台做为支架基础采用满堂支架施工。临时固结段长9 m ，梁体最大 高度为5 0 m ，最小高度为4 5 8 m ，节段混凝土方量：3 7 1 1 m 3 ；梁段总重量：9 6 4 8 6 t 。 临时固结段结构复杂，预埋件、钢筋、预应力束及孔道、锚具密集交错，砼数量大， 必须精心施工；砼按底板、腹板、顶板一次性浇筑成型。 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第三章静波桥工程碗扣支架和贝雷梁综合体系运用 3 3 支架搭设 靠胥江运河边采用满堂支架施工无法对地基处理到位，为施工水上的1 号块，要 先在靠胥江河侧的0 号块上安装贝雷片悬挑梁做为1 号块现浇支架平台。贝雷片悬挑 平台每道梁长6 米，共2 6 排，一端用3 2 精轧螺纹钢和2 1 4 0 工字钢横联锚固于承 台上，另一端悬挑作为1 号块满堂支架基础。为增强贝雷梁锚固端的强度，0 号块浇 筑完成后，底板和腹板下碗扣支架不松动不拆除，该部分支架作为支撑杆件顶紧与贝 雷片和0 号块梁体之间。 3 3 1 贝雷梁搭设 贝雷梁施工需要注意贝雷梁最佳受力支点为接头处，其次为1 4 处和3 4 处，非 特殊情况下不要将贝雷梁的受力点设置在1 2 处。应用U 型螺栓锁定牢固，相邻螺栓 间的锁定方向必须不同，保证受力时不会发生错动。 贝雷片之间用4 5 c m 和9 0 c m 连接片连接成整体，上面铺设1 5 c m 方木，然后搭设 碗扣支架。 3 3 2 贝雷梁上部支架布设 横梁采用1 0X1 5 c m 方木，间距按1 5 c m 布设在贝雷梁上。下次梁采用5Xl O c m 方木按9 0 c m 间距顺桥向布设。方木接头错开布置。支架底部采用碗口式支架支撑 于贝雷架上部的横梁和下次梁的方木上，纵横向间距9 0 c m 。底模横梁采用1 0 1 5 c m 方木，间距按0 9 米布设在贝雷梁上。底模下次梁采用5 l O c m 方木按1 5 a m 间距 顺桥向布设。方木接头错开布置。混凝土梁自重通过底模，将荷载传递给支架，然 后再通过支架传递到贝雷梁上。底模的预拱度及表面平整度采用不同厚度的钢板垫 块在模板肋带处调节。 3 3 3 支架搭设 在施工现场集中进行贝雷梁立柱拼装和焊接，待支架桩基及墩柱砼强度达到设 万方数据 苏州科技学院硕士论文第三章静波桥工程碗扣支架和贝雷梁综合体系运用 计要求后，吊车配合人工进行贝雷梁立柱的安放。每排贝雷梁立柱顶部横桥向安放 分配横梁。安装时严格控制贝雷梁立柱的倾斜度，应小于0 1 。 在贝雷梁柱和分配横梁安装完毕后并经检查合格后，进行贝雷梁的吊装。贝雷 梁在梁跨下的地面拼接好后，采用两台吊车整体吊装就位。安装顺序为先安装中间 后对称吊装两边的贝雷梁。吊装必须有专人指挥，起吊和下落必须平稳，避免对立 柱等结构造成冲击，以确保安全。 岸上一侧碗扣支架纵向布置间距为：0 3 m + 4 O 6 m ；靠河岸侧纵向布置间距为：8 X 0 3 m + O 6 m ：横向布置在底板处为0 6 m ，腹板处为0 3 m 。1 号块底模和内模均采用木 模板，底模大楞1 5 c m 方木间距同支架立杆，纵向小楞l O c m 方木间距3 0 c m 。内模纵 向小楞5 c m Xl O c m 方木，间距3 0 , 、, 4 0 c m ，竖向大楞采用中4 8 钢管，间距7 5 c m ，腹板间 用1 6 拉杆对拉，顶板用l O c m 方木支撑。如图3 - 1 、3 - 2 所示： 一一lF_ 国 j ， 飞 勺：- ：I ，一 l _ = l _ _ ：，一。 、- - _I _ 、 _I 一 U衄岫曲I ，lI曲豳曲II 。l 姗I卟踟跚Iq ：乞二： ：亳= I 图3 1O # 、1 掸块现浇支架横断面图 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第三章静波桥工程碗扣支架和贝雷梁综合体系运用 3 4 支架预压： 图3 - 2O 、1 # 块现浇支架纵立面图 为检查地基承载力及支架承受梁体荷载的能力，减少和消除支架产生的非弹性 变形、方木间的间隙、地基瞬时沉降等并获取支架预压沉降观测值用来做设置预拱 值的参考数据。支架搭设完毕、底板模板铺设完毕之后进行加载预压。拟采用人工 装满砂袋，用2 5 t 汽车吊吊装，按要求的位置和高度人工配合堆码，预压重量为设 计重量的1 2 倍。堆码混凝土预制块或砂袋的加载方法对现浇箱梁支架进行预压。 预压分两级进行，第一级荷载控制在总荷载的2 3 左右。第一次加载后，荷载维持 一天进行观测，第二天，进行最后一级荷载加载。最后一级维持时间根据预压沉降 观测值确定，每隔1 2 个小时测一次，直至2 4 小时内排架变形量不超过设计要求的 变形量即可卸载。预压过程中应对支架沉降进行连续观测。 3 5 支架拆除 支架拆除待箱梁砼强度达到设计强度的1 0 0 方可进行拆除，拆除由跨中向支点 方向对称拆除。 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第三章静波桥工程碗扣支架和贝雷梁综合体系运用 1 ) 、拆除顺序：护栏一脚手板一剪刀撑一横杆一立杆件；支架拆除时，应按多 点、对称、缓慢、均匀的原则进行，必须遵循先拆中跨，后拆边跨；先拆支点，后 拆跨中的顺序进行。 2 ) 、拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业： 3 ) 、拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、误靠； 4 ) 、拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第四章利用M I D A S C i v i l 分析及数据验算 第四章利用D A S C iVi1 分析及数据验算 这些年，贝雷梁失稳造成的事故时有发生，除了地基失稳以外，还有贝雷梁受 力过大等原因造成贝雷梁局部失稳，架体或其杆件、节点实际受到的荷载作用超过 了其实际具有的承载能力，或者由于架体受到了不应有的荷载作用，如测力、拉力、 扭转、冲撞等，或者架体发生了不应该有的设置与工作状态变化，比如倾斜、滑移 和不均衡沉降等，导致发生非原设计受力状态的破坏。 为了防止本工程中贝雷梁支架体系的受力过大，因此，对贝雷梁组合支架系统 进行验算是非常有必要的，验算悬挑支架的强度和挠度，也是保证后续施工安全的 关键。 4 1 D A S CiViI 软件简介 M I D A S C i v i l 是为了满足迅速完成对土木工程结构的分析和设计而开发的土 木工程专用结构分析和优化设计软件，该软件经过国内外专家和s w 专业技术人员 的共同努力，使用V i s u a l C + + 在W i n d o w s 系统环境下开发而成，它考虑了设计人员 的实际需求，针对土木工程结构，特别是预应力箱梁桥、悬索桥、斜拉桥等结构体 系特殊的结构形式，可以进行快捷的计算分析和优化设计，同时还可以进行水化热 分析、边界非线性分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性时程分析 等。在M I D A S C i v i l 中用户不仅可以通过鼠标方式输入模型数据，还可以通过编辑 M i d a sC i v i lT e x t 命令的方式输入模型。该软件适用范围广泛。其适用领域见表 4 1 所示。 万方数据 苏州科技学院硕士论文第四章利用M I D A S C i v i l 分析及数据验算 表4 - 1 D A S C i V | 的适用领域 钢筋混凝土桥梁 板梁桥、钢架桥、拱桥等 联合桥梁 预应力箱桥梁 大跨度桥梁 水化热分析 地下结构 工业建筑 箱型桥梁、梁板桥梁等 悬臂法、项推法、移动支架法、满堂支架法等 悬索桥、斜拉桥、拱桥等 预应力砼箱梁、桥台、防洪堤等 地铁、管道、隧道、底下储水池等 水塔、压力容器、电塔、发电厂等 国家基础设施飞机场、大坝、港口等 M I D A S C i v i l 的单元库中包括有以下几种单元类型：析架单元( T r u s sE l e m e n t ) 、 只受拉单元( T e n s i o n o n l yE l e m e n t ) 、索单元( C a b l eE l e m e n t ) 、只受压单元 ( C o m p r e s s i o no n l yE l e m e n t ) 、梁单元变截面单元( B e a mE l e m e n t T a p e r e dB e a m E l e m e n t ) 、平面应力单元( P l a n eS t r e s sE l e m e n t ) 、板单元( P l a t eE l e m e n t ) 、 平面应变单元( 2 DP l a n eS t r a i nE l e m e n t ) 、平面轴对称单元( 2 DA x i s y m m e t r i c E l e m e n t ) 和实体单元( S o l i dE l e m e n t ) 。 本工程中主要演算靠河段l 号块，l 号块长度为2 5 米，梁高4 5 8 米，水上支 架用贝雷片悬挑梁做支架平台再搭设满堂支架，主要验算贝雷支架，验算贝雷片悬 挑梁的强度和挠度。 4 2 计算依据 ( 1 ) 吴中区木渎镇胥江城静波桥施工设计图 ( 2 ) 公路桥涵钢结构及木结构设计规范( J T J 0 2 5 8 6 ) ( 3 ) 路桥施工计算手册 ( 4 ) 钢管混凝土结构设计规范 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第四章利用M I D A S C i v i l 分析及数据验算 4 3 材料参数及强度特性： ( 1 ) 材料参数 表4 - 2 材料参数 单位重 截面面惯性矩抵抗矩弹性模量 材料规格 ( K N m )积( c m 2 )( c m 4 )( c m 3 )( M P a ) 竹胶板 6 = 1 5 m m1 5 02 8 1 23 7 56 1 0 3 方木 5 1 05 08 3 3 31 6 6 71 1 x 1 0 3 方木 1 0 x 1 51 5 04 2 1 8 7 55 6 31 1 1 0 3 钢管 9 4 8 m m x 3 3 8 44 2 41 0 7 8 39 02 1 0 x 1 0 3 O m m 钢管 9 4 1 0 x 8 0 7 9 31 0 12 1 0 x 1 0 3 工字钢 1 4 0 b7 3 8 9 4 12 2 7 8 01 1 4 0 02 1 0 x 1 0 3 长3 0 m x 高 2 1 0 x 1 0 3 贝雷片 1 1 02 5 0 4 9 7 23 5 7 8 5 1 5 m ( 2 ) 材料强度 表4 - 3 材料强度 钢材 抗拉、抗压抗剪 型号厚度或直径( m m ) 9 4 8 x 3 5 m m 普通钢管 Q 2 3 5 2 0 5 及碗扣支架 S 1 6 2 1 51 2 5 Q 2 3 5 1 6 4 02 0 51 2 0 4 0 6 0 2 0 011 5 S 1 6 3 1 01 8 0 Q 3 4 5 1 6 4 02 9 51 7 0 P S B 7 8 57 8 5 说明：设计强度按建筑施工钢管扣件式脚手架安全技术规范、建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术 规范( J G J l 6 6 - 2 0 0 8 ) 、钢结构设计规范G B 5 0 0 1 7 - 2 0 0 3 、预应力混凝土用螺纹钢筋G B T 2 0 0 6 5 2 0 0 6 取 值。 4 4 计算说明 4 4 1 贝雷支架布置 贝雷片支架两侧箱梁翼板下各布置3 排，1 4 米宽底板下布置2 0 排，布置间距： 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第四章利用M I D A S C i v i l 分析及数据验算 9 0 c m X 3 + ll7 4 c m + 4 5 c m + 9 0 c X 2 + 4 5 c m + 3 7 6 c m + 1 2 6 2 c m + 4 5 c m + 9 0 c m + 4 5 c m + 9 0 c m + 4 5 c m + 12 6 2 c m + 3 7 6 c m + 4 5 c m + 9 0 c m 2 + 4 5 c m + 117 4 c m + 9 0 c m 3 4 4 2 贝雷支架平台验算 4 4 2 1 荷载分析 A 根据箱梁截面积确定箱梁线荷载F I = S 截面积木Y ( Y 取2 6 k N m 3 ) B 施工荷载：F 2 = 2 5 k N m 2 C 振捣混凝土产生的荷载：F 3 = 2 k N m 2 D 芯模自重：F 4 = 1 5 k N m 2 E 外模板：F 5 = 1 O k N m 2 F 方木：F 6 = 7 5 k N m 3 G 贝雷片自重：F 7 = 1 1 k N m 2 4 4 2 2 工况分析 工况l ：在箱梁混凝土浇注过程中，箱梁自重由2 6 排贝雷片承重，底板处2 0 排，翼板处各3 排。主要计算该工况下的贝雷片作用于工字钢横梁的反力，分析横 梁悬挑部分挠度是否满足要求。 工况2 ：在箱梁翼板模板拆除完后，梁体自重由底板处2 0 排贝雷片承重，此 时贝雷梁所受线荷载最大，因此主要验算该情况下贝雷梁的挠度和强度，以及支点 锚固强度。 4 4 2 3 贝雷梁验算 4 4 2 3 1 工况1 情况下贝雷支架计算 贝雷梁在工况2 下为最不利情况，工况1 下只计算底板和翼板下的贝雷梁支点 反力，用于分析横梁悬挑部分的挠度。 单排贝雷梁在1 号块梯度荷载下的计算模型 底板： j 。 ； i i 一一 卜卜j _ J L L L L 上上上一 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第四章利用M I D A S C i v i l 分析及数据验算 翼板： l - 一承_ L 上L J L L L 采用M I D A S C i v il 软件计算底板支点反力： 采用M I D A S C i v i1 软件计算翼板支点反力： 纛!llll l 一 底板下贝雷梁受最大支点反力F = 1 3 0 5 k N ，翼板处贝雷梁受最大支点反力 F ：5 2 2 k N 4 4 2 3 2 工况2 情况下贝雷支架计算 底板下单排贝雷梁在1 号块梯度荷载下的计算模型 一和章L 上_ 立L 上L L 万方数据 苏州科技学院硕士论文第四章利用M I D A S C i v i l 分析及数据验算 采用M I D A S C i v i1 软件计算支点反力： 贝雷梁弯矩计算结果： r L 一一一 哥。_ 山“岛趣如：匕鋈。 贝雷梁剪力计算结果： 贝雷梁挠度计算结果： 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第四章利用M I D A S C i v i l 分析及数据验算 强度指标分析： 支点反力F m i n = 4 2 9k N ，F m a x = 1 3 3 8k N ： 所受最大剪力Q m a x = 9 0 8k N Q = 2 4 5 2 k N 所受最大弯矩M m a x = l1 2 7k N m M = 7 8 8 2 k N m 刚度指标分析： 最大挠度值f m a x = l m m f = L 4 0 0 = 2 5 0 0 4 0 0 = 6 2 5 r a m 综上强度和挠度分析，此体系贝雷支架满足受力要求。由于沿河悬挑，还需进行 横梁计算 C 横梁验算计算在工况2 最不利情况下的受力分析： 横梁采用2 1 4 0 b 工字钢，利用M I D A S C i v i l 软件建立横梁模型，前支点横梁受到 贝雷梁的支点反力最大。主要分析该工况下，横梁强度和刚度。 横梁贝雷梁反力荷载下的计算模型 嗣 t ； 、l 。“ r ：，、 一 采用M I D A S C i v il 软件计算 横梁支点反力计算结果 矽 槲 矽 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第四章利用M I D A S C i v i l 分析及数据验算 横梁剪力计算结果： 横梁弯矩计算结果 瓢。，hf 彰。，一。“毒“l 产毒 1 9 蕊一 参 正 擞 舡神l；i譬f 渣纛 万方数据 苏州科技学院硕士论文第四章利用M I D A S C i v i l 分析及数据验算 横梁挠度计算结果： 上下横梁问精轧螺纹钢连接杆内力计算结果 强度指标分析 支反力F 1 = 7 1 6 7 k N ，F 2 = 4 0 2 3 k N ； V m a x = 4 6 7 4 k N ，M m a x = 2 9 4 4 k N m 黪萋篷孵黪5 单根1 4 0 b 工字钢T = V m a x S ( t I ) 2 = 4 6 7 4 1 0 3 6 7 1 2 1 0 3 ( 1 2 5 2 2 7 8 0 1 0 4 ) 2 = 5 5 1 N m m2 T = 1 2 5 M p a ： 6w = M m a x w x 2 = 2 9 4 4 1 0 3 ( 1 1 3 9 0 1 0 - 6 ) = 1 2 9 2 4 M P a 6 = 2 1 5 M p a 刚度指标分析 最大挠度值f m a x = 9 6 2 = 4 8 m I l f ：L 4 0 0 = 2 8 0 0 4 0 0 = 1 2 m m ； 2 0 囊嚣翥 #霉 黪 ， 疼一毒* 器 毒出 善一棼一 囊一夔辫鬟；一；，渣 。I争囊 一 5* 万方数据 苏州科技学院硕士论文 第四章利用M I D A S C i v i l 分析及数据验算 精轧螺纹钢所受内力 上下横梁采用D 3 2 精轧螺纹钢连接，所受最大拉应力 N A = 4 7 0 1 2