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1、新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线（甘青，LXS-13标河口村1号特大桥门式桥墩盖梁施工支架设计方案中国中铁中铁九局集团有限公司LXS-13标兰新项目经理部2010年12月4日新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线（甘青段）LXS-13标河口村1号特大桥门式桥墩盖梁施工支架设计方案编制:审核:审定:审批:编制单位：中铁九局集团有限公司编制时间：2010年12月4日一、工程概况河口村1号特大桥第187#桥墩、里程DK720+477.75第193#墩、里程DK702+626.19,设计为门式桥墩。门式桥墩是用来跨越油气管线。门式墩的最大高度17.5m,门式桥墩承台平面尺寸为9.2mX5.8m,门墩横截面尺寸为
2、4mX2m,门墩盖梁尺寸高2.6mX宽4mX长22m,两个门墩最大跨度20m。为保证门式墩跨越的输油气管线不受压，门墩盖梁拟采用大跨贝雷桁架梁支架施工方案。门式桥墩外形尺寸如图1所示。二、门式墩盖梁大跨支架施工设计方案1、方案概况门式墩盖梁施工支架采用直径500111111钢管支撑柱、双层组合加强型贝雷桁架作为主承重梁、145b型工字钢作为横向分布梁（长度不短于6m）、1OOnuiiX1OOnmi木方楞、竹胶模板。9门式墩盖梁施工支架结构示意图如图2所示。回距30s贝雷梁长2700施 * 酬 z间距30cm2 CN区。匚 XZSZ一 S2 brtaw域嵯自Qo 61H帼4M抠门2200盖梁31
3、120，间距 100承台580注：1、尺寸单位二cm2、120b工字钢长56m150o门墩00 22003145b工字拥帽梁，1500150图2、门式墩盖梁施工支架示意图2、贝雷梁数量设计2.1、 计算荷载、盖梁支撑部分自重盖梁长度18m、高度2.6m、宽度4m。盖梁钢筋混凝土重度p=2.6t/m盖梁自重QI=18X2.6X4X2.6=486.723、模板、支架平台、支架梁等施工荷载Q2=35%Ql=170.35t；根据施工经验，施工荷载按结构自重的35%计列。、结构检算荷载Q=K(Q1+Q2)=788.49to换算均布荷载q=Q/1800=438.05kg/cmo荷载系数K取1.2。2.2、
4、 钢管支撑柱承载力检算钢管支撑柱采用直径500mm、壁厚“0mm钢管。两端共计4根支撑柱全部落在承台上，支点间距4.36m、支点跨距15m。钢管支撑柱的截面特性：截面惯性矩1=46220cm4；横截面积A=153.938cnf；延米重量p=120.84kg/m；钢管回转半径r=(I/A)05=17.33cnio初步拟定压杆支撑高度H=1063cm。钢管支撑柱支撑高度计算表盖梁支架高度组成计算表单位模板厚2cm木楞10cm120b工字钢20cm加强型贝雷梁2X170cm支架降落支座30cm145b工字钢帽梁45Cm合计427cm盖梁总高度1490cm钢管支撑柱高度1042cm钢管长细比：A=H/
5、r=61.33o依据入查得折减系数ip=0.76o支撑钢管下端固定在承台上，上端直接支顶降落支座。按一端固定、一端简支状态验算。钢材的弹性模量E=2.1*10加&=2.IXlOTg/cmZ；单根钢管的轴心受压支撑能力Pci=2L=847to（网）-受压自由系数B取1。钢管允许支撑力P=ipPer=644to检算：一组支架共计布置4根钢管，合计支撑力4P=2576t计算荷载Q=788.49to安全系数n=4P/Q=3.3倍，满足结构要求。2.3、 主桁架梁（双排双层加强型）贝雷桁架梁承载了检算2.3.1、 贝雷桁架截面特性、物理力学参数、通用单片长3m、高1.5m贝雷桁架参数截面惯性矩Il=25
6、0500cm4；横截面积Al=50.96cm2；、双加强型贝雷片采用双排双层加强型贝雷桁架组合梁。共计布置三组（其中两边各两片，中间加一组3片长、15m）。上下加强型桁架组拼总高度340cm,组拼宽度36+54+36cmo双排双层加强型截面特性结构构造W(cm3)I(cm4)A(cm2)双排双层加强30641.74596255.2457.6、贝雷桁片力学性能现行国产贝雷桁片弦杆材料16钵钢，允许拉应力、压应力及弯应力为1.3X210=273MPa；允许剪应力为1.3X160=208MPa。节点穿销采用30格钵钛钢，允许拉应力、压应力及弯应力为0.85X1300=1105MPa；允许剪应力为0.
7、45X1300=585MPa。、单片贝雷桁片几何尺寸如图6.1所示、贝雷桁架不均匀受力的安全考虑按照相关贝雷桁架计算规范的要求，“三排单层贝雷的容许弯矩可按单排单层的乘以3再乘以不均匀系数0.9；双排双层的可按单排单层的乘以4再乘0.9；三排双层的可按单排单层的乘以8再乘0.8o2.3.2、 确定主桁梁贝雷桁架梁所需片数贝雷桁架梁的受力简图如图3所示。、贝雷梁的挠度控制，按照“钢结构施工支架相关技术规范”要求,控制挠度按照1/500,贝雷梁支撑跨度15m,最大挠度取、钢材的弹性模量E=2.1X105MPa=2.1X106Kg/cm2：、根据均布荷载一简支梁跨中挠度计算公式：fc=L384EI、
8、所需惯性矩，由挠度计算公式求得：384EI5ql41=384ER=5X438.05X15004=458339110384x2100000x3、所需贝雷梁片数n=El/I=l,考虑不均匀受力系数P=0.8,取n=2组(组合贝雷桁梁)。、组合贝雷桁架主梁的布置布置在门式墩柱两侧各一组2.3.3、贝雷桁架梁弯曲抗拉强度核算、依据贝雷梁受力如图3所示，求得跨中最大弯矩：MMX=118273500kg-cm；、贝雷梁最大弯曲拉应力O_=Mmax/LW=1930kg/cm2193Mpa;小于16镒钢允许拉应力、压应力及弯应力273MPa；、核算跨中最大挠度二=包二=1.5cm=l5mm,计算结构不超标。3
9、84EI以上检算结果满足施工支架钢结构设计要求。、贝雷桁架的腹杆抗压屈服强度较低，经验算加强型贝雷片每个支撑端承载能力为P=494.3KN,按此能力所需贝雷桁架数量n=(15Q4-184-2)49.43=6.65,取7片。2.4、 145b工字钢帽梁支撑跨度L=4.36m=436cmo承担荷载q=357.1kg/cm。施工荷载按梁重Q1的15%,荷载系数K取1.2。跨中挠度f=400/500=0.8cm,按1/500控制。、所需惯性矩，由挠度计算公式即不，求得：5ql45X357.1X400i1I=384ER=384x2100000x0,8=70853cmlo、所需贝雷梁片数n=El/Il=7
10、0853cm/33760cm4=2.1,取3根。1供工字钢截面惯性矩Il=33760cm4o2.5、 120b工字钢横向分布梁1 .工字的强度和挠度检算满足要求，检算略。分布布置在18nl跨度内,布置20根120b工字钢，布置间距95cm。2.6、 lOOmmX100mm木方楞lOOnmiXlOOnun木方楞，以满足模板安装为基准。布置间距不大于50cnio2.7、盖梁的模盒一模板结构依据现场资源条件，另行补充完善方案设计。模板可采用竹胶模板，或者采用组合钢模板。3、支架结构设计简图3.1、 盖梁施工支架结构布置简图如图2所示。11间距30cm,间距30cm贝雷梁长27002200恒彰蟹z一3
11、1120b,|距100cm/7.墩20000sms=-ZW0I微制趣战白。06blM剂M似2.120b工字钢长56m图2、门式墩盖梁施工支架示意图3.2、 钢管支撑柱布置位置如图4所示。图4、管支撑柱平面位置示意图注：尺寸单位C计。3. 3、支架落架支座结构示意图一图5。3.4、支架落架照片一参考照片一6o3.5、组合横梁横向支撑加固支架结构示意7o利用120b工字用慢里.、6001、尺寸单位：cm计；2.结构连接处均耒用焊卷;3、全支架亘3跖置一处v*刈崇瞥浜誉me图7、桁梁横向支撑加固支架结构示意图3. 5、钢管支撑柱横向加固结构示意图一图8。两端局部需焊接10mm厚肋锁,以增加局部承载力
12、承受能力。需收50X50xi3根145所梁1,-6m436“盖板50X50X1境qKzetsKs隼3混图8.钢管支撑柱横向加固结构示意图江，尺寸单位s计.结构连接来用焊接.3.6、盖梁支撑架横断面结构示意图一图9。纵向贝雷桁架梁共计采用3组5片双层加强型桁架。其中两边各放置2组27m长双层贝雷桁架梁、中间放置3组15m长双层贝雷桁架梁。120工字钢横梁IG弗邓z百(6匚X Z7T9V ZMH日。6UT旭明出似23,2）贝宙桁耍荣承台#图9.孟梁支架横断面结构示意图注s尺寸单位。持|。3. 7、钢管支撑柱底座顶帽结构示意图一图10。平BI投图用时倍忖底库结构尺寸图N2依 600X600X20年君
13、南E38OZXOO9XOO95PINozxoglxozb1*110.钢管柱底座、顶幅结构示意性1三、支架施工注意事项及保证措施1、加强组合贝雷桁架梁的横向稳定性，防止侧向屈稳。加固措施：两组桁架间架设3道横向连接间隔支撑桁架，分别安放在跨中和两个钢管支撑柱附近处。间隔加固支架桁架参考图7制作，高340cm、净宽400cm。间隔加固支架与桁架间的空隙使用垫板填塞严密。贝雷梁要与墩柱贴住放置，使用120工字钢或者槽钢做夹板、配备（p32精轧螺纹拉杆拉紧，抱住、夹紧墩身。2、贝雷桁架梁杆件组装，对有弯曲、锈蚀严重、电焊烧伤严重、杆件接头开焊的应不得使用；两层桁架间弦杆应连接牢固，使其成为一体。3、在两组贝雷桁架梁安装和拆卸过程，要注意另一根翻倒事故。应在墩身上进行单独桶片的拉结栓牢措施。4、145b工字钢平台两端有悬臂，在端部安放两根小槽钢，将所有145b工字钢横梁连成一体，并与贝雷梁捆扎牢固，防止倾覆事故。5、贝雷梁落架使用支架降落支座，要求每个支座支撑能力达到300吨。制作后，应先在压力机上试验检验，达不到要求，增加肋银加固。6、钢管支撑柱横向稳定按图8设置剪刀撑；纵向稳定：在柱
