桥梁临建及梁场综合培训讲义PPT(97)

1、中铁七局三公司综合培训桥梁篇临建及梁场昆枢二经部：张志跃引言:在桥梁施工中每道工序（桩基、承台、墩台、梁体）均有辅助结构及相关的计算。如何将辅助结构设计的简单实用，经济节约，并能保证作业安全，是技术人员的责任。设计辅助结构必须有一个简单的思路，必须将荷载形式、地基条件及材料性能进有机的联系，然后进行相关验算，力求安全、高效，节约。结构设计的思路图式荷载分析（连续梁、挂篮、龙门吊、拌和站、运梁车等）临时结构形式（满堂支架、钢管柱、预制桩、换填、扩大基础、钢板桩等）地基条件（粘土、沙土、膨胀土、水田塘、黄土、淤泥土等）材料情况（新购材料、已有材料、改造材料、运距、单价、租费、丢失的难易程度、重复利

2、用及再次改装）相关基础知识准备材料力学：抗弯、抗扭、抗剪、抗拉、压杆稳定计算，简单的组合荷载计算等；结构力学：静定结构、超静定结构、位移法、力法，最不利荷载确定；土力学：土的相关力学性质，地基承载力，库仑力计算，基础计算；建筑材料、混凝土设计原理、钢结构设计原理；相关规范。第一部分：桥梁辅助结构1、挂篮0号块施工；2、满堂支架连续梁；3、管柱、桩基础、扩大基础相关结构；4、拌和站规划。1、挂篮“0”号块施工对比钢管柱的数量，左边为18根钢管柱，右边为6根，浇筑后，结构均满足施工要求。两种“0”号块参数对比 方案体积长度梁宽钢管柱钢管柱型号锡澄运河挂篮0#块159.629m6.518根609*1

3、6mm中宝铁路挂篮0#块240.7112m6.46根609*16mm对比分析1、方案套用十九局锡澄运河方案，没有进行认真的分析；2、计算模型及检算模式存在偏差，把不应计算在支柱承载的重量计入；3、计算简图和实际受力结构存在较大出入。计算范围计算范围计算范围计算范围纵梁计算简图计算荷载图式弯矩、剪力图式钢管支柱计算说明根据纵梁计算可以把支柱支点反力求出计算过程：首先计算钢管柱的截面特性及惯性矩；分析钢管柱的固结方式；分析计算钢管柱的长细比特性；运用合理的公式进行截面验算强度；合格满足要求，不合格则再进行材料选择或固结方式的改变。沪宁城际十九局挂篮超安全对于高墩也可三角锚固支架挂篮“0”号块施工小

4、结结构受力分析要准确，分析透彻；计算模型合理；计算从上而下计算，先横梁、纵梁、再横梁（与柱连接），最后计算支柱承载力；通过上述讨论，技术工作在成本节约，现场安全卡控（少吊装，少高空作业）等方面均起到了很大的作用。2、满堂支架连续梁在连续梁的施工中如何实现桥梁结构与地面荷载的传递；如何将原始地基处理后才能满足支架承载力的要求；如何采用“综合最优”方案完成浇筑的要求。规划锡澄运河：异形支架+碗口支架+贝雷片+钢管桩方案碗口支架间距以6090cm为主，腹板位置为3030cm，钢管桩纵向间距9米，钢管柱深度约18米（根据承载力试打）。江海路异形支架+碗口支架+贝雷片+扩大基础方案钢管柱间距2米，跨距1

5、2米。十九局八工区：异形支架+碗口支架+扫地方木+混凝土硬化方案碗口支架间距：腹板位置3060cm，其余均为6060cm。天兴洲滠口左线2号桥：门式支架+扫地方木+混凝土硬化方案门式支架间距：纵向90cm，横向1.2+90+45（90套搭）cm南京三桥：碗口支架+扫地方木或废旧模板方案碗口支架间距：纵向90cm，横向120+290+460（腹板位置）+390cm南京三桥三航局：门式支架+扫地木板方案几个为什么、几个疑问为什么几种方案支架间距差别这么大？为什么地基处理形式各不相同？在采用门式支架、碗口支架，那个更便于管理？不同的方案均满足了施工要求，那个更节省，更有效益？应该如何进行方案的编制，

6、如何进行荷载的计算和材料的选择？几种方案说明：规划锡澄运河方案：因连续梁地基处于老河塘，淤泥深度达36米，承载力达不到荷载要求，另外换填费用太高，所以选择了钢管桩方案。另外几种方案主要是从支架间距、地基处理方式、支架采用的形式，那种最节约、最省钱、最容易管理方面进行考虑分析。支架的间距、支撑杆件数量的计算应该作为重点进行分析，要能够计算支撑杆件的数量，不能因为超安全而引起不必要的浪费。地基处理方式种类很多，不能盲目采用，必须先计算清楚上部的荷载要求，清楚荷载传递方式，进行有效的计算，然后确定合理的处理方式。方案编制的基本思路梁体的重量多少方混凝土，总吨位是多少，荷载的横向分布和纵向分布图式；承

7、载方式（门式、碗口式、钢柱式），杆件的承载能力每根多少吨，总共需要多少根杆件承载（总数）；根据荷载横、纵向分布图式进行杆件的配置及间距的确定；根据每根杆件的承载力和每根杆件在地基上有效荷载面积，校核地基承载力是否满足；不满足的情况下，采用何种方式进行扩大，处理。横向荷载图式（纵向荷载省略）图中为两个断面的荷载形式，红线的高度表示荷载的大小和集中情况，荷载的重量=高度（米）宽度（米）2.5吨/m。根据吨位进行杆件数量配置。根据荷载形式配置杆件纵向图杆件配置的原则满足杆件自身结构承载力的要求，每根杆件不能超过自身的容许承载力；从经济因素考虑杆件的配置不能越多越好，要达到经济合理，节约成本。杆件承载

8、力向地基传递计算图式先明确地基承载力是60kpa、90kpa、120kpa，即每平米可承载6吨、9吨、12吨，可查图纸或现场测试；根据杆件的承载力计算所需地基的面积；根据现场计算扩大面积，两个面积进行对比，计算扩大面积承载力所需面积，则满足要求，不满足则另行处理地基。可采用换填或压实的方式。地基处理的方式讨论根据左图，地基承载力面积与地基处理厚度、扩散角、承重结构宽度和承重结构长度有关，所以要增加地基承载力就要从这几个方面入手。关于混凝土硬化地基的思考根据以上讨论可以思考现在连续梁普遍采用混凝土硬化实际作用；混凝土的扩散角为45，经过传力只能达到与厚度相等的宽度，中间部分全部浪费，对结构安全和

9、成本没有起到应有的贡献；混凝土只起到了表面封水的作用，但实际效果往往不好；门式支架与碗口支架优越性对比门式支架承载力大，搭设速度快，单片重量大并不容易丢失，现场容易管理。碗口支架承载力小，搭设速度慢，成型结构晃动大，单根重量轻，容易丢失和损坏，不利于现场管理。讨论结果最佳方案门式支架搭设图碗口支架搭设图门式支架应用（一）门式支架应用（二）门式支架应用（三）3、管柱、桩基础、扩大基础相关结构管柱基础、桩基础结构的应用实例；管柱基础、桩基础设计方法；管柱基础、桩基础承台的设计方法；换填、扩大基础的应用实例；扩大基础的设计方法、地基改良思路和原则应用实例栈桥基础应用实例天兴洲制梁、滑梁基础应用实例郑

10、西、沪宁 制、存梁基础应用实例规划锡澄运河满堂支架基础管柱基础、桩基础计算步骤1、分析上部荷载情况，各桩如何承载，该步与挂篮“0”号块基本相似；2、分析基础结构形式，基础宽度、长度，预计的桩数量、桩径，根据规范及现场确定桩距；3、分析地层结构性质，取好计算系数和计算参数；4、根据单桩荷载计算桩长，并验算安全系数是否满足规范要求；5、根据规范构造要求设计承台或贯梁，并进行相关承台计算确定单桩承载力（一）根据上部结构荷载总量和基础结构的大小，布置桩的数量，确认桩径、桩距。确定单桩承载力（二）确定单桩承载力（三）确定单桩承载力（四）确定单桩承载力（五）根据以上公式及参数取值，在桩基选择方面优先级为右

11、图所示；在郑西制、存梁台座桩基采用“干作业”；在沪宁城际制、存梁台座采用“预制桩”。沉管法干作业预制桩水下作业法铁路规范确定单桩承载力铁路规范确定单桩承载力两者对比：铁路规范直接引人安全系数1/2，即2倍的安全系数，对临时结构太保守；铁路侧阻系数取值较小，且桩端承载力计算太小，与建筑规范相差太大；郑西荥阳制梁场在设计计算中采用了建筑桩基规范，为公司节约成本约500万元。湿陷性黄土地区建筑规范单桩承载力计算公式承台的设计方法承台应满足构造要求。建筑桩基技术规范第2224页，铁路桥涵地基和基础设计规范第2931页，并参阅条文说明。承台计算参阅建筑桩基技术规范第6272页，有受弯、受冲切、受剪切和局

12、部受压计算。换填、扩大基础的应用郑西龙门吊基础地基改良、扩大基础应用郑西制梁台座地基改良、扩大基础应用沪宁制梁台座扩大基础的设计方法、地基改良思路和原则首先应明确基础的受力结构，地基的承载能力，然后根据基础受力计算地基的面积；根据受力面积的大小和基础结构的大小，选择合适的改良方式，主要从节约成本方面和快速有效两方面考虑例如：在郑西黄土龙门吊基础采用强夯，在沪宁软土基础采用原土加碎石的泥结碎石方式，在碎石供应紧张的情况下，还采用了砖块的方式。沪宁城际制梁台座中铁十九局沪宁城际制梁台座中铁十九局沪宁城际存梁台座地基处理的简单计算举例龙门吊轨道基础计算900吨运梁车轮压计算图4、拌和站规划混凝土拌合

13、流程图拌和站规划郑西客专拌和站规划一局蒙河线拌和站规划中交苏州梁场拌和站规划应考虑的因素考虑与施工总体混凝土量因素，尽量减少混凝土运输距离，并考虑进料方便；料仓考虑检查冲水的要求，坡度最好向后下坡，保证料仓前不积水；根据地形条件设置拌合区、料仓（堆料区）计量区标高，尽量减少装载机上坡、举斗，减少上料安全隐患，并减少油耗；各个区域坡度选择合适，场内不能积水。拌和站排水情况对比拌和站规划计量料斗高度对比拌和站根据地形设置第二部分：大小梁场规划1、梁场规划实例；2、梁场规划考虑的因素3、梁场规划要求梁场规划实例天兴洲梁场特点：最小、地基处理最复杂（鱼塘）、设备最集中、具有始祖的意思。梁场规划实例天兴

14、洲梁场横断面图梁场规划实例郑西荥阳梁场特点：最大、梁型最多、数量最大、地基处理方式最多，具有创新意义。梁场规划实例沪宁惠山梁场特点：规划最紧凑、较合理，钢筋场最近，最省力的梁场，具有克服大梁场缺点意义。梁场规划实例沪宁惠山梁场平面图梁场规划实例昆明晋宁梁场特点：紧凑、占地小、设备配置合理、拌和站规划合理（最近），最省设备。梁场规划实例石武南梁场特点：规划紧凑、有效利用现有设备、实现混凝土直接泵送，不用罐车运输。梁场规划实例京沪中交梁场梁场规划实例中交苏州梁场梁场规划实例四局九江梁场梁场规划实例四局九江梁场横断面梁场规划考虑的因素根据梁型、制梁数量、工期考虑制、存梁台座（可采用双层存梁）的数量；根据梁场选定的地形条件，选择合理的设备配置；根据气候条件选择养生形式，并预留相应的设备安装场地，尽量缩短管道距离，节约燃料；根据地层条件选择合理的处理方式（前一部分已讨论）。梁场设备轮胎式提梁机梁场设备轮轨式跨线提梁机梁场设备轮轨式提梁机梁场规划要求尽量采用现有大型设备，避免采购新设备；尽量选择运梁便道上桥方式，避免采用跨线提梁方式，减少大型设备投入，节约成本；尽量采用混凝土泵送直接入模的方