滨海西大道埭头溪桥支架体系施工技术.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 滨海西大道埭头溪桥支架体系施工技术一、工程概况埭头溪桥为滨海西大道道路工程的一部分,作为厦门市丙洲海域综合整治建设工程的先行项目，是综合整治工程中主干路网的重要组成部分。该桥位于滨海西大道桩号K2+035K2+245处，桥梁跨越埭头溪，连接西柯南路与西柯街，用于车辆辅道及人行道攻用。桥梁分左右两幅设置，单幅桥面宽16.5m。桥梁上部结构采用连续梁体系，全桥一联，共7孔。跨径730m，全长210m。桥位大致呈北东南西走向，位于埭头溪内，地貌为部分海湾滩涂，部分填砂围堰，地势平坦、低下，水位面高。二、支架体系布置方案现浇箱梁支架采用贝雷梁钢管柱支架，结构布置形式如下：1、支架基础：边支墩利用原有承台作为支撑基础，中支墩水上部分采用混凝土条形扩大基础。水中支墩采用400混凝土管桩基础。2、钢管柱：跨径30m桥宽16.5m等截面标准段箱梁采用7根1排直径530mm钢管柱，其上支撑两条I36b工字钢作横梁，用长、宽=600mm，厚10mm的钢板连接工字钢与钢管柱。3、支架纵梁：用5片国产贝雷片拼装成支架纵梁，两排用支撑架连接成一组，一个横截面共7组，贝雷纵梁均按简支梁布置。4、槽钢布置：贝雷梁上横向排放20#槽钢，间距最大75cm布置。三、支架体系的验算1、荷载计算选用14排国产贝雷（平面图附后） 、桥宽16.5m标准现浇箱梁重（根据箱梁横断面图计算）墩处: W1=20.6*2.60=53.6t/m墩旁5m处: W2=9.67*2.60=25.1t/m、底模WD= 9.7*1*0.01*0.9+22.63*17*1/0.75/1000+34*0.1*0.1*0.7=0.83t/m、侧模WC=WD=（4.5*0.012*1*0.9+0.1*0.1*3*4*0.7）*2=0.26t/m 、内模WC= WD= (11.8*0.012*0.9+11.8*0.1*0.1*2*0.7+1*0.1*0.1*2*1*5)*2 =0.78t/m、贝雷纵梁WE6 = 0.314/3=1.4t/m、人群、器具、堆放荷载WE7=2.5KN/m2振捣荷载及养护荷载W E8=2.0 KN/m2、竖向荷载组合验算纵梁强度q=箱梁自重+底模重+侧模重+内模重+贝雷纵梁重+(人群、器具荷载+振捣、养护荷载)q1=60.6t/m(在墩顶，荷载作用在墩柱支座上)q2=25.10.830.260.78+1.42.5+2.0=32.8t/m计算荷载组合：q=1.2q恒+1.4q活q3=1.2*32.8+1.4*4.5=45.7t/m=457KN/m2、纵梁验算纵梁主要验算其受力强度及材料挠度(1)验算强度选用10排国产贝雷，其力学性质(查表所得):I=250500 cm4M=78.8 t.mQ=24.5 t腹板区域内贝雷片在荷载作用下最大弯矩：（正对腹板底贝雷片布置间距为0.9m）Mmax=q3l2/8=457*13.52/8=10411KN.m (纵梁最大净跨为13.5m)单片贝雷片承受弯矩：M=10411/14=743KN.m M=788KN.m 满足要求。注:M-单片贝雷片容许弯矩。腹板区域内贝雷片在荷载作用下最大剪力： Qmax=1/2q3*l=1/2*457*13.5 =3084KN单片贝雷片承受简力: Q=3084/14=220.3KNQ=280.0 KN 满足要求。注Q 单片贝雷片容许剪力。(2)挠度计算贝雷纵梁最大挠度： fmax=5q2l4/(384EI) =(5*328*13504)/(384*2.1*106*250500) =2.7cm f=L/400=1350/400=3.4cmfmaxf 满足规范要求。3、横梁验算（1）、受力分析根据箱梁的断面特点，纵桥向取具有代表性的跨中断面计算，横隔墙荷载均考虑作用在墩上，在横桥向上，根据如图示的贝雷片分布图，不考虑贝雷梁上分配梁的力分配，按图示分为a1、a2、a3、a4、a5、a6 、a7六个区各分区的力直接作用在正下方的贝雷片上，计算各区的荷载进行组合。2、支架荷载的计算依据A、施工人员、料具、内侧模、堆放荷载时产生的冲击荷载对侧模、底模及格栅木按2.0KN/m2B、振捣砼时产生的荷载取2.5KN/m2C、砼自重Fa1=0.66*26=17.16KN/mFa2=1.79*26=46.54KN/mFa3=1.32*26=34.32KN/mFa4=2.15*26=55.9KN/mFa5=1.79*26=41.08KN/mFa6=1.32*26=46.54KN/mFa6=0.66*26=17.16KN/m贝雷梁自重：0.9KN/mD、作用在各贝雷梁上的总均布荷载为：Qa1=1.4*（4.5*1.45）+1.2*（0.9+17.16）=30.8KN/mQa2=1.4*（4.5*1.2）+1.2*（0.9+46.54）=64.5 KN/mQa3=1.4*（4.5*1.2）+1.2*（0.9+34.32）= 49.8KN/mQa4=1.4*（4.5*1.2）+1.2*（0.9+55.9）= 75.7KN/m（2）、横梁计算横梁安装两根I36b工字钢，各贝雷梁作用在横梁上的力如下图所示Wx=919*2=1838cm3Ix=16530*2=33060cm3F1=30.8*7=215.6KNF2=64.5*7=451.5KNF3=49.8*7=348.5KNF4=75.7*7=529.9KNF5=49.8*7=348.5KNF6=64.5*7=451.5KNF7=30.8*7=215.6KN由力矩分配法可计算得：（按连续横梁计算知CD段的弯矩最大）由力学求解器计算得：Mmax=261.12KN.m支架横梁的支点反力：（ D点反力最大）F=RD=635.8KNI36b的横截面积A=83.64*2=167.2cm2=Mmax/W=261.21*106/（1838*103）= 142MPa =145MPa=Fc/A=635.8*104/（83.64*2*103）=38MPa =85MPa故满足要求。精品文档4、钢管柱受力验算贝雷及钢管的布置图见“跨径30米现浇箱梁支架图”，根据上图可知上部箱梁的施工的荷载先通过14排向纵向贝雷片传递给4排横向布置的2根36b工字钢。（1）、由2根36b工字钢将上部所有荷载均匀地传递给(7+2*7+7=28)根钢管柱。通过工字钢分配梁每根钢管桩均匀受力为N351.4KN按照进场最小钢管计算,直径530.8cm钢管:A533.140.8=133.136cm2每根钢管桩竖向力P351.4+4*78.5*133.136*10-4356KN(每根钢管长度按4米计算)（2） 钢管桩强度验算钢管的惯性矩J=3.14/64(D4-d4)=3.14/64(534-51.44)=3.14910528.4/64=44672cm4回转半径r=（J/A）1/2=(44672/133.136)1/2=18.5cm700/18.537.880(箱梁底标高最高位为7m，扣除2层方木、一层贝雷片和一层36b的工字钢，管钢桩顶标高最高的为4.7m，河床底标高为-2.30m)，其长细比小于主要的受压构件容许长细比150。查钢结构设计规范附表17得0.688。强度检算:=P/A=351.4/0.0133136=26.4MPa=1.5=120MPa；稳定性检算:=P/（A）=351.4/(0.0133136*0.688）=38.4MPa=1.5=144MPa；满足施工要求5、混凝土管桩验算：（1）强度验算（管径50cm,管壁厚10cm） 管桩的惯性矩J=3.14/64(D4-d4)=3.14/64(504-304)=266900cm4回转半径r=（J/A）1/2=(266900/1256)1/2=106.25cm700/106.256.58.5其长细比小于主要的受压构件容许长细比8.5。查混凝土结构设计规范附表17得0.98。强度检算:=P/A=351.4/0.1256=2.8MPa=1.5=35MPa；稳定性检算:=P/（A）=351.4/(0.0133136*0.98）=26.9MPa=1.5=120MPa；满足施工要求（2）管桩承载力验算根据上面的计算可知，水上支架体系中主要载力构件单根钢管桩所载承受的荷载要求单桩承载力为366KN即N=37t。据埭头溪桥地质勘察报告资料可知，河床底以下1m 为淤泥层，8m为残积砂质粘性土，4m为均为强风化花岗岩，强风化花岗岩下为中风化花岗岩及微风化花岗岩，因此、为了保证施工控制的安全性及可靠性，在施工中应以单桩力摩擦力反算深度（H）及贯入度双控为控制标准，即在施工中采用400T重型柴油打桩机进行施工，确保单桩的承载力不小于37T，方可满足施工的要求。6、基础承载力验算: 根据梁柱式贝雷支架设计形式及施工场地地质情况，要求中支墩基础位置挖除泥浆池和腐植土,换填级配砂砾或砂夹碎石碾压，碾压后做地基承载试验。在碾压基层上浇注钢筋混凝土支墩基础（配筋图附后）厚度40cm，基础横向长度16m，宽度3.5m；边支墩直接安装在设计承台上。 （1）基础整体验算中支墩基础验算（钢管高度按4m算）根据以上计算，各贝雷梁在支墩顶产生的压力，其最大荷载值：N=1397.6*2=2795.2KN钢筋混凝土自重：3.5*0.4*16*26=583KNI36b工字钢自重： 17*65.66*10/1000=11.16KN基础上钢管自重：3.14*0.53*0.008*4*14*10=58.5KN作用在地基上的荷载：N=2795.2+583+11.16+58.5 =3448KN地基承载力：3448/(3.5*16)=61.57kpa150kpa(符合要求)边支墩基础验算：根据设计桩基承台承载力能满足半跨箱梁荷载,实际桩基承台仅承担1/4跨箱梁荷载.故承台基础满足承载力要求,计算省略。四、总结钢管柱贝雷片支架体系由于其便捷灵活、施工简单、周转速度快等特点，目前在桥梁施工中广泛应用，得到广大施工单位的钦睐。施工中应注意以下几个方面：1、支架基础的施工和选择形式至关重要，扩大基础、钢管桩或是水泥管桩作为支撑基础，必须经过地质报告或承载力试验满足地基承载力要求，扩大基础要求经过换填、碾压后施工钢筋砼基础；钢管桩或水泥管桩根据设计地质报告计算摩擦端承阻力确定惯入深度，施工完毕后进行单桩承载力试验。2、钢管柱必须在考虑各种不利条件因素下的荷载进行强度、单桩承载力和长细比的验算。要求较大满足强度和刚度要求，安全富余系数相对较大，方案方可实用。3、纵向贝雷梁根据设计跨度和桥梁宽度进行拼接，满足强度和稳定性要求下合理设计，必要时调节支撑架宽度。以便于装拆