铁路箱梁贝雷梁支架施工方案

贝雷梁支架5.1贝雷梁支架施工5.1.1、贝雷梁支架布置24m和32m跨支架布置24m简支梁支墩在靠近墩身处的承台上各设一个，跨中也设置一个支墩，其布置为10.4m+10.4m。32m简支梁除在靠近墩身处的承台上各设置一个外，在跨中设置两个支墩，其布置为9.45m+9.6m+9.45m。贝雷梁支架系统贝雷梁支架是针对铁路客运专线双线整孔箱梁施工而设计，主要由侧模、内模、底模及分配梁、单层贝雷梁、［36b横向分配梁、砂筒、I25工字钢、贝雷梁支墩及连接件、支墩基础及梯子平台等组成。a、基础：为确保不破坏坡面的稳定性，支墩基础开挖及平整尽量减小对坡面的影响。坡体是否会发生滑移要先根据设计图纸上的地质情况进行判断，然后现场进行实地考察，是否存在顺层，坡体是否具有自稳能力及坡体岩土特性来判断。特殊不稳定地段进行打入钢管和堆砌沙袋进行加固处理，以防止坡面发生滑移而危及支墩的安全。支架搭设前要进行地基处理，地基承载力必须达到163Kpa，支墩基础若是风化岩层，只需浇筑30cm厚C25条形基础，基础顶层设置一层钢筋网片防裂，一般地质情况都应该在地基承载力满足要求后，在其上浇注长13m,宽3m，厚度不小于50cm的C25条形基础，基础底层和顶层各设一层钢筋网片。淤泥质地段可通过抛石挤淤或清除淤泥，然后换填石渣进行处理后，再浇筑长13m，宽3m，厚度不小于50cm的C25条形基础，基础底层和顶层各设一层钢筋网片。贝雷梁支墩在承台处挑出承台部分，受力较小，也需将地基每30cm分层夯实处理后铺设路基板。b、 支墩支墩起着将支架荷载和施工工作荷载传到基础的作用。中间支墩对于24米箱梁中间采用一个支墩，对于32米梁中间设置2个支墩。中间支墩采用三品贝雷架叠加做支撑，两端墩边支墩采用两品贝雷架叠加做支撑，支墩靠近墩身附近的应用顶托顶住墩身，墩身外侧部分用槽钢或钢管竖向每6m对拉，墩高小于6m按6m考虑，顶上安放双125工字钢做砂箱底座，工钢横向间距1.5m,顶部通过三道横向①16钢筋点焊。柳南南阳双线特大桥9#、18#-20#墩高于20m,柳南南阳双线大桥2#、3#墩墩高高于20m,南广南阳1#大桥7#墩墩高高于20m,南广南阳2#双线大桥3#、4#墩墩高高于20m,五座桥合计有9个墩墩高超过20m。对于墩高超过20m的梁，支墩之间每8m高用纵钢管桁架或角钢桁架进行刚性连接,并且通过风绳斜拉。要求支墩上的砂箱作为支点应支承在贝雷梁纵梁下弦杆的节点上,而不应支承在节点以外的下弦杆中部。相邻墩不等高时,只需调节支墩高度,高度通过底部垫工钢和贝雷梁层数调节。为了拆模需要，在横向贝雷架顶上设置40cm高砂箱，砂箱按“砂箱加工图—图3”加工。c、 分配梁为保证箱梁的整体受力和均匀沉降，在承重梁底设置横向分配梁，分配梁采用［36b双槽钢。两分配梁之间采用钢筋连接成整体。d、 贝雷梁本工程采用14片单层贝雷支架施工。在梁底横向6.528m范围内布设6片贝雷片，贝雷片按双品布置;在6.528m外两侧各布置4片贝雷片。主梁由单层贝雷梁组成，贝雷梁采用水平花窗及竖向花窗连接，每组梁间采用100X100角钢交叉联结，加强自身抗扭能力。贝雷片每3m一节，32m梁的主梁由9片贝雷片加一片2.3m非标准贝雷片组成，24m梁的主梁由7片贝雷片组成。e、 底模及分配梁底模采用15mm竹胶板，板底分配梁采用10cmX10cm方木横向满铺做支撑，间距25cm。f、 侧模侧模是根据简支箱梁的梁型特点而设计的。采用厂制整体式钢模，拼装质量满足铁路规范的相关要求，容易拆除。外模底和顶各设020mm拉杆16根防止胀模，顶面拉杆和顶面横向16螺纹钢相连，拉杆纵桥向按间距2m设置。g、 芯模采用048mm壁厚3mm钢管做纵横支架，15cmX10cm方木做纵向外木楞，10cmX10cm方木做横向内木楞并按30cm间距布置，15mm厚竹胶板做面板。详见图2。h、 梯子平台为方便施工作业，特设供人操作的梯子平台。从立柱到贝雷梁上平面，主梁设有平台。各梯子、平台均与主体结构有效连接。（3）柳南南阳双线特大桥第一、二孔支架施工及地基处理第一跨1#墩高12.5m，孔跨长度24.7m，次跨跨中只设一个临时支墩，1#墩至0#台为山体，临时支墩坐落在上坡上。在搭设支架前，对山体表面浮土进行清除，对台前支墩和跨中临时支墩处地基开挖，挖至硬质基地，然后进行平整。现场地质辨认确认为风化岩层，和图纸地质设计情况相吻合，做动力触探试验，地基承载力达到2Mpa，地基承载力满足施工要求。坡体为风化岩层，比较稳定，在承受支架及梁体荷载情况下不会造成滑塌，因此坡面不需进行加固处理。桥台处及跨中地基通过石渣垫平，然后铺设路基板即可。四周用水泥砂浆封闭防水。第二跨2#墩高8.5m，孔跨长度24.7m，跨中仍然设一个临时支墩。本跨跨中有一个小沟横穿，流水较小，临时支墩基础距沟边约2m。将跨中表层浮土进行清除后，在小沟中埋设直径1.25m的圆管，引至梁跨外侧，跨中场地压路机进行平整碾压。开挖临时支墩处基础，直至挖至硬质基地，现场土体经辨认，为黏土，设计承载力180Kpa，做动力触探试验，地基承载力达到180Kpa，与设计吻合，满足支架施工承载力要求。换填隧道洞渣，换填厚度不小于60cm，每30cm分层用小型夯机夯实。换填宽度大于3m。铺设路基板，路基板四周用砂浆封闭，四周挖排水沟。第一二跨均为24m梁，支墩在靠近墩身处的承台上各设一个，跨中也设置一个支墩，其布置为10.4m+10.4m。中间支墩采用三榀贝雷架叠加做支撑，两端墩边支墩采用两榀贝雷架叠加做支撑，支墩横向宽度12m。第一二跨支架同时搭设，第一跨靠近桥台处支墩在路基板上依次安放工25垫梁、砂筒和槽36横梁。1#墩墩身两侧支墩高10.5m，由7层贝雷梁叠加用螺栓连接。第一跨中间支墩高4.5m，由3层贝雷梁叠加用螺栓连接。第二跨中间支墩高9m，由6层贝雷梁叠加用螺栓连接。2#墩墩身两侧支墩高6.4m，承台顶每间距1m安放I40支垫调节高度，上面由4层贝雷梁叠加用螺栓连接。靠近墩身两侧支墩用顶托顶住墩身，墩身外侧部分用钢管竖向每6m对拉一道，使其和墩身抱紧，形成整体。顶上安放双125工字钢做砂箱底座，工字钢横向间距1.5m，顶部通过三道横向①16钢筋点焊。工钢上放置双排砂筒，砂筒上安放2根［36B横梁，每根横梁由2根［36B焊接而成，两横梁间用①20钢筋连成整体。由于第一二跨支墩不高，故中间支墩不与边支墩纵向连接。（4）南广南阳1号双线大桥第五跨支架施工及地基处理第五跨4#墩高9.5m，5#墩高8.5m，跨中地势较为平坦，孔跨长度32.7m，次跨跨中设两个临时支墩，在搭设支架前，对跨中支墩处表面浮土进行清除，开挖临时支墩处基础，挖至硬质基地，然后进行平整。现场地质辨认确认为硬质黏土，和图纸地质设计情况相吻合，做动力触探试验，地基承载力达到400Kpa，地基承载力满足施工要求。在基坑浇注长13m,宽3m，厚度不小于50cm的C25条形基础，基础底层和顶层各设一层①12钢筋网片，钢筋网片纵横向间距各20cm，防止底部基础不均匀沉降和底部开裂。铺设路基板，基础四周挖排水沟。第五跨均为32m梁，支墩在靠近墩身处的承台上各设一个，跨中设置两个支墩，其布置为9.45m+9.6m+9.45m。中间支墩采用三榀贝雷架叠加做支撑，两端墩边支墩采用两榀贝雷架叠加做支撑，支墩横向宽度12m。4#墩墩身两侧支墩高7.5m，由5层贝雷梁叠加用螺栓连接。靠近5#墩侧中间支墩高7.5m，由5层贝雷梁叠加用螺栓连接。靠近4#墩侧中间支墩高9m，由6层贝雷梁叠加用螺栓连接。5#墩墩身两侧支墩高6.4m,承台顶每间距1m安放工40工钢支垫调节高度，上面由4层贝雷梁叠加用螺栓连接。靠近墩身两侧支墩用顶托顶住墩身，墩身外侧部分用钢管竖向每6m对拉一道，使其和墩身抱紧，形成整体。顶上安放双I25工字钢做砂箱底座，工字钢横向间距1.5m，顶部通过三道横向①16钢筋点焊。工钢上放置双排砂筒，砂筒上安放2根［36B横梁，每根横梁由2根［36焊接而成，两横梁间用①20钢筋连成整体。由于第五跨支墩不高，故中间支墩不与边支墩纵向连接。（5）支架在搭设过程中严禁非施工人员进入施工现场，在支架搭设好进行梁体施工时，支架两侧设置警示标志，拉上绳索，严禁梁体施工时人员进入到支架底下。5.1.2、支架受力计算由于32.6m箱梁和24.6m箱梁中间段截面一样，两端3.8m范围内两种箱梁砼断面相同，32.6m箱梁支架支墩按9.45m+9.6m+9.45m布设；24.6m箱梁箱梁支架支墩按10.4m+10.4m布设。由于24.6m箱梁支架各部受力均比32.6m箱梁支架不利，因而仅需对24.6m箱梁支架做受力验算，如跨径24.6m箱梁支验算满足要求，则跨径32.6m箱梁支架必定满足受力要求。现对24.6m箱梁支架各部进行验算。5.1.2.1纵向承重梁：（1） 跨径及支承情况确定：由上我们采用跨径为10.4m的两跨简支梁。（2） 荷载确定：根据箱梁的截面特点，箱梁荷载在横桥向主要集中在箱梁底5.3m+2*0.614m=6.528m宽范围；实际情况为：则模为整体钢模，2*0.614m宽荷载部分由翼缘板下部贝雷梁承受。按最不利情况验算，即箱梁底6.528m宽荷载全部由箱梁底部贝雷梁承受。箱梁底6.528m宽范围混凝土荷载等于箱梁总荷载去除两边翼缘板2*2.836m宽重量。查图纸，箱梁底部梁体重为：222.6*2.5-2*1/2*（1.013+0.228）*2.836*24.6*2.5=340.051。其他：芯模重16t，外模重36.41,底模重0.51,贝雷架（纵向承重梁）重13.281,总重为:66.181。箱梁底6.528m宽范围总荷载为：（340.05+66.18）*10=4062.3KN贝雷梁受力荷载按1.2倍系数考虑为：1.2*4062.3=4874.76KN。考虑为均布荷载q=4874.76/24.6=198.16KN/m。荷载情况为：梁上仅受q=198.16KN/m的均布荷载。（3） 求梁的最大内力：最大弯矩：MMAX；最大剪力：QMAX由上荷载及支承情况，可求得：MMAX=1/8ql2=2679.12KN.mQMAX=1/2ql=1030.43KN。（4） 承重梁强度验算：确定承重梁所需贝雷片数量（按强度计算）查《装配式公路钢桥多用途使用手册（第一版）》P59,表3-6，人民交通出版社，广州军区工程科研设计所，黄绍金，刘陌生编著，单层单排贝雷桥，允许弯矩为[M]=788.2KN・m，允许剪力为[Q]=245.2KN,单片贝雷片，W(cm3)=3578.5，I(cm4)=250497.2按弯矩控制：需贝雷梁片数=MMAX/[M]=3.4。按剪力控制：需贝雷梁片数=QMAX/[Q]=4.2。结论：箱梁底部贝雷梁实际布置了6片贝雷片，足以满足承重梁的强度要求。承重梁刚度验算：挠度： f=5ql4/(384EI)=5* ( 198.16/6 )*104004/(384*2.06*105*250497.2*104)=9.75mm〈10400/400=26mm,满足施工规范要求。结论：箱梁底6.528m宽荷载范围内布置6片贝雷片，翼板底各布置4片贝雷片，满足实际需求。5.1.2.2横向I36分配梁：跨径及支承情况：跨径l=1.5m,—跨简支梁。荷载确定：考虑最不利：弯矩最大按：跨中受集中力为P=198.16/6*10.4=343.47KN计算；剪力最大按：支承处受集中力P=198.16/6*10.4=343.47KN计算梁的最大内力MMAX=1/4Pl=1/4*343.47*1.5=128.8KN.mQMAX=343.47KN强度验算查材料手册得：双排36b双槽钢截面性质：W=703cm3,I=12700cm4,S=68.11cm26w=Mmax/W=128.8X1000/(2*703)=91.6MPa〈[6]=210MPa，满足要求t=343.47X10/(2*360Xll)=43.36MPa〈[T]=125MPa,满足要求。刚度验算：挠度：f=Pl3/(48EI)=343.47*15003/(48*2.06*105*12700*104)=0.9mm〈1500/400=3.75mm结论：横向分配梁采用双排36b双槽钢满足要求。5.1.2.3支柱(横向贝雷架组合)：支墩有约束8m高计算由前叙述可知横向贝雷架仅仅受压，由于横向拉索的存在，我们可以按高8m计算。贝雷梁为3片一组，横向宽度为1.8m，高8m,因而我们不用考虑压杆折减带来的影响，我们仅仅需按正常的受压部件计算便可。参照上承重梁的计算：梁体荷载主要集中在箱梁底6.528m宽范围,在此范围内以总荷载4874.76KN作支墩及地基承载力验算，考虑为均布荷载q=4874.76/24.6=198.16KN/m,则按简支梁作受力计算，中间支墩受力最大为198.16*10.4=2060.86KN,由两个支墩承受，则每个支墩承受1030.43KN.则q=1030.43/3/6.528=52.615KN/m取1m段按简支梁计算：Qmax=1/2*52.615=26.3KNMmax=1/8*52.615*12=6.57KN.M查表得：单排贝雷片，允许弯矩为[M]=788.2KN•m，允许剪力为[Q]=245.2KN因而满足实际受力要求.支墩无约束25m高计算参照上承重梁的计算：梁体荷载主要集中在箱梁底6.528m宽范围,在此范围内以总荷载4874.76KN作支墩及地基承载力验算,考虑为均布荷载q=4874.76/24.6=198.16KN/m,则按简支梁作受力计算，中间支墩受力最大为198.16*10.4=2060.86KN,由两个支墩承受，则每个支墩承受1030.43KN.取高度25m，宽度1.8m，长度3m为隔离体，为假想柱。横断面见下图：则柱承受荷载为：N=1030.43/6.528*3=473.543KN.求竖杆压应力。查表得竖杆截面8#工钢截面特性：A=5.92cm2；IX=112.2cm4；IX=112cm4；ry=1.18cm2则。二N/A组合=473.543X1000/(5.92X100X9)=55MPa.求组合截面最大允许应力即压杆组合临界应力。cr&.组合截面长细比入组合：由横断面图可算得：I组合X二(112+9.52X(90+4)2)X6+112.2X3=505722.42cm4,A组合=9X9.52cm2=89.568cm2，回转半径i=(I组合X/A组合)0.5=75.14cm2，长细比入组合=l/i=25/75.14=0.33。单根杆件竖杆8#工钢长细比入单：由单片贝雷片立面图：几何长度：1=70cm，自由长度：l0=0.9X70=63cm，长细比入单=l/i=63/1.18=53.4。25m压杆组合长细比入综合入综合二(入组合2+入单2)0.5=(0.332+53.42)0.5=53.4225m压杆组合临界应力。cr由长细比入综合查折减系数表：折减系数0=0.818，查表得：贝雷片用16Mn，允许正应力为210MpaX1.3=273Mpa.因而压杆组合临界应力为：。cr=273X0.818=223.314Mpa（3） .求安全系数：安全系数：nst=ocr/o=223.314/55=4.06〉[nst]=3（4） .结论：高度25m,宽度1.8m,长度3m的由3片贝雷片构成的假想柱满足荷载要求，因此可推断3品贝雷片垒加而成的横向支撑墩柱满足受力需求5.1.2.4砂箱验算双排单墩18套砂箱，砂箱采用325钢管做盒子，273钢管做塞子（灌满砼），按1.5m间距布设，每条支墩上最不利6.528m分布10套，平均每个砂箱承受F=4062.3/30=135.41KN，砂子高度15~17cm，计算砂子对钢管的侧向压强Pa=F/A=135410N/3.14*325*170=0.78N/mm2〈f=215N/mm2，完全满足施工要求。5.1.2.5双25a工字钢砂箱基座1） 墩柱边砂箱布置于支墩贝雷架正上方，考虑受压，梁体传到砂箱上的力F=135410N（最不利位置受力）直接作用在基座双25a工字钢上,贝I」压应力。二F/A=135410N/4850*2=14N/mm2<f=215N/mm2，完全满足施工要求。2） 中间支墩砂箱布置于两贝雷架中心，贝：跨径及支承情况为跨径l=90cm简支梁。考虑最不利位置荷载弯矩最大按：跨中受砂箱传递集中力为F=135410N计算；剪力最大按：支承处受集中力F=135410N计算。梁的最大内力M=1/4Pl=1/4*135.41*0.9=30.5KN.mMAXQ=135.41KNMAX强度验算双排36b双槽钢截面性质：W=803.8cm3,I=10048cm4,S=465.2cm26w=Mmax/W=30.5*1000/(2*803.8)=19MPa〈[6]=210MPa，满足要求T=135.41*103/(2*250*8)=33.9MPa〈[T]=125MPa,满足要求。刚度验算：挠度：f=Pl3/(48EI)=135.41*9003/(48*2.06*105*10048*104)=0.1mm〈900/400=2.25mm。完全满足施工要求。5.1.2.6基础：地基的承载力计算：不考虑横向贝雷架对力的分散作用，将6.528m范围的荷载压在两块路基板上，基底压应力计算p二N/S=2060.86/(3*6)=114.49kPa。从桥梁纵断面图上可知：除了软粉质黏土其他土质均可以满足要求,软粉质黏土一般在汇水处，且厚度均在1m以下。实际上横向贝雷梁超过4.5m高，考虑路基板对荷载的分散作用，基础即可按照整宽即12m计算。因而实际对基础的承载力的要求要大大小于计算值。计算如下：S=(箱梁底部体重+芯模+外模+底模+纵向贝雷架+梁重)=(340.05+16+36.4+0.5+13.28+287.6*2.5)*10/(13*2*4)=108.2kpaX1.5(安全系数)=162.3Kpa结论：原地表的承载力大于100kpa,但小于163Kpa,需对原地表进行处理才可满足地基承载力要求。基坑开挖夯实后，要对地基承载力通过动力式触探设备进行检测，并向监理工程师报验，签证后方可进行下道工序。5.1.2.7竹胶板和方木受力计算A、 竹胶板现浇梁施工底板采用宁波毛竹制作竹胶板和杉木制作而成的方木组成，方木直接作用在纵向贝雷架上，横向满铺，最大跨度1.2m。宁波毛竹制作的竹胶板，受压强度。=76.2Mpa,受剪Q=15.6Mpa, 根据混凝土截面特性，按梁端平均压应力最大处为最不利位置的1.2倍来计算。最大压应力为6=3.81t/m2，即6=38.1KN/m2o由此可见，竹胶板完全满足施工要求B、 根据混凝土截面特性，取梁端平均压应力最大处为最不利位置的1.2倍来计算。最大压应力为6=3.81t/m2，即6=38.1KN/m2。杉木允许压应力[6]=11MPa，允许剪应力[6]=[T]=1.2MPa,弹性模量E=9000。方木跨度：L=1.2m，方木净截面取b=h=10cm均布线荷载：q=6Xb=38.1X0.1=3.81KN/m最大弯矩为：M=1/8XqXL2=0.125X3.81X1.22=0.686KN•m支点最大剪力：Q=1/2XqXL=0.5X3.81X1.2=2.286KNB毛截面惯性矩：Im=1/12XbXh3=1/12X10X103=833.3cm4毛截面惯矩：Sm=(bXh/2)Xh/4==10X10/2X10/4=125cm3净截面抵抗矩：W=l/16Xbh2=l/16X10X102=62.5cm3ji弯曲强度：§w二M/W=0.686X103X106/62.5=10.976MPa〈[6]=lljiMPa剪切强度：t二QXSm/(ImXb)=2.286X103X125X10-6/B833.3X10-8X0.1)=0.343MPa〈[t]=1.2MPa挠度：f=5XqXL4/(384XEXIm)=5X3.81X103X1.24/(384X9000X833.3X10-8)=1.37mm<[f]=L/400=3mm，完全满足施工要求。5.1.2.8销轴受力计算根据