公路桥墩盖梁施工方法比较.docx

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1、大路桥墩盖梁的施工方法比较在大路和市政的桥梁建设中，桥梁高耸结构部位的施工都需要临时结构供应工作空间和荷载支撑才能进行，大路桥墩盖梁就属于这类构筑物。其中的荷载支撑在临时结构设计中占据了主导地位。这些临时设施的牢靠性、经济性和施工便捷性都是在技术方案设计中要综合考虑的因素。目前盖梁的施工方法主要分为两类支撑体系，体系给施工荷载和与工荷载供应支撑以及供应作业空间。一类是落地支撑体系，它通过临时结构将上部荷载直接传递给地面地基；另一类是悬空支撑体系，它采用已建成的下部构筑物的承载性能，通过上部临时支撑结构将荷载传递给下部的墩柱和桩基。这两类支撑体系依据使用的材料不同和采用方法不同，在实际运用中又有

2、几种变化。在表1中，将几种变通的方法做了直观性比较。盖梁施工方法的直观性比较表1支撑体系施工工法荷载和高度影响敏捷性和美观性尺寸变化组合地基要求风载影响落地支撑扣件式钢管撑架均随高度和荷载增加而增大；门式架最轻，碗扣架最重，扣件架高度组装最敏捷；敏捷承载力要求高设计要考虑门式钢管撑架需要非标准连接件承载力要求高设计要考虑碗扣式钢管撑架需要非标准连接件承载力要求高设计要考虑悬空支撑磨擦抱箍桁架撑均不受高度约束，随荷载调整；钢锭要预埋或留孔，影响墩柱美观；钢梁撑一次安装重量大；桁架可分块或整体就位；无影响无要求无影响磨擦抱箍钢梁撑无影响无要求无影响抗剪钢锭钢梁撑无影响无要求无影响注：此方法在施工中

3、还未被广泛使用。较多的施工单位采纳的是磨擦抱箍钢梁撑工法。在重庆绕城高速大路S10标项目中，有多座20米和30米跨径的简支桥梁,下部结构桥墩为双柱式钢筋碎墩，依据跨径不同，柱径分别为1.5m和1.8m两种圆形截面，盖梁分别为宽l7mX高1.5m和宽2mX高1.9m两种截面，盖梁长均为16.1mo通过上表的直观性比较后，我们以30米跨径桥梁的盖梁2mX 1.9m为例，将运用较为广泛的扣件式钢管撑架法和摩擦抱箍桁架法进行技术可行性分析和经济指标比较。上部荷载计算:荷载分项系数T=L2盖梁结构重：Gl=38.27m3 25KNm3=957KN盖梁模板重：G2=48KN荷载分项系数72=1.2施工活载

4、重：G3=L*B*q= 16.1 m*2m* 1.5kPa=48KN荷载分项系数T 3=1.4上部荷载总重:Q=( Gl+ G2)*L2+ G3*L4=l273KN一、磨擦抱箍桁架撑法磨擦抱箍桁架撑法由两个抱在墩柱的钢箍和两组支撑在钢箍上由贝雷片组拼成的桁架梁组成。（组成结构见下图示）抱箍由两块半圆形钢箍通过高强螺栓联结形成，箍与墩柱接触面粘贴一层3mm厚的橡胶，以提高抱箍的摩擦系数和与墩柱的密贴性。箍两端设有螺栓联接的接点板（牛腿），用以有效传递螺栓拉力和支撑桁架梁（见图2）。抱箍采纳厚 =20mm宽45 cm的A3钢板弯制成，箍内径一般比墩柱直径大1020mm,两半箍在高强螺栓拧紧后应留有

5、2030mm的空隙。高强螺栓直径为M24强度等级U8.8级。柱两侧的桁架梁由两组并排的贝雷梁组成，每组贝雷梁由5片321型军用贝雷片联结成。贝雷片的性能参数和构造图示见表2。上弦杆1、桁架梁受力分析如下图示:桁架梁受力分析图示力我反荷支为为 PR杆件名称材料断面型式断面积杆件容许承载力结构容许弯距结构容许剪力弦杆16Mn1O2548 mm2560 kN788kN m245kN竖杆16Mn1s952 mm2210 kN斜杆16MnIs952 mm2170 kN贝雷片性能参数表和构造图示表2军用321型贝雷片单元结构自重3KN/片:依据桁架梁的力平衡方程Xy=2p+2R=O上部荷载Q+贝雷架自重q

6、=1273 kN +5*4*3 kN /片=4*R支反力 R=Q4=1333/4333 kN桁架梁贝雷片按皎接分析各不同受力单元，依据受力状况可分为A、B两种单元。其中A单元有两个钱支约束，为一次超静定结构；B单元由于四个较支约束，为五次超静定结构。，贝雷片单元的内力分析如下图示:贝雷片单元受力模型B单元 Mri=PiX1+P2X2+P3X3+RX rl+RlX=O Mr2=P1 X1 P2X2P3X3RXr2+R2Xr2=OA 单元的受力方程：X= P1-P2-xP3-xR1-xR2-x =0 Y P1 .yP2-yP3-yR 1 -yR2-yR =0点二（西3+（/）（一表示向量力）I虑=

7、（直5+（武）式中 R1、R2 R. R.y、R2-x R2.y 为未知数。解得 Rx=85.68 kN;R2-x =-85.68kN ;Ri.y =-21.04kN;R2_y=-12.64 kN;R）、R2略。由于B单元超静定次数太多，因此采纳桥梁博士结构分析软件计算。通过结构分析软件计算得Rx=88.06kN； Ry =-24.70kN； R略。2、抱箍的受力分析检算：抱箍受力总荷载二上部荷载Q+贝雷架自重qP2 P1Pl P2抱箍受力模型二 1273 kN +5*4*3 kN /片=4*R抱箍支反力 R=Q4=13334333kN抱箍的受力模型如右图示。抱箍的最大静摩擦力：f=R=r*

8、=n*N* N=Rn =33312*0.470kNF=155kN式中：L抱箍与墩柱的正压合力N一螺栓需要的拉力（U8.8级高强M24螺栓容许拉力F=155kN）n一高强螺栓个数，设计为12个。口一抱箍与碎墩柱的静摩擦系数（0.30.6）,取0.43、贝雷片桁架杆件的内力分析：由于贝雷桁架梁通过刚节点和较节点连接，形成了高次超静定结构。结构杆件的内力分析必需借助于结构分析软件求解。使用桥梁博士软件建立的边界约束条件。如下图示：编号桁架梁节点编号经计算，施工阶段最不利荷载作用时各杆件和节点的内力安排值为：轴力 Fm弦杆 33,90=108kNvF=560kN （查表 2）,满意要求。轴力 Fma竖

9、杆 48,104=1248kNvF=210kN （查表 2）,满意要求。轴力 Fmax弦杆 39,98=903kNF=171kN （查表 2）,满意要求。剪力 QJ节点 13,14,24,58,59,69=126kNQ=245 kN （查表 2）,满意要求。弯矩 Mmax节点 13, 69=20.5kN - m M=788 kN- m （查表 2）,满意要求。位移 Amax节点 35 =4mm=L400=9400400=27mm,模度满意要求。一种好的产品结构设计，还依靠于使用功能的体现。因此抱箍桁架梁支撑法盖梁施工的安装和拆除是影响此法推广运用的关键。抱箍和贝雷桁架梁采用建成的墩柱分先后两次

10、人工吊装到位。如下图示。悬出50cm空隙10cm钢抱箍安装示意图牛腿牛腿贝雷桁架梁安装示意图贝雷桁架梁贝雷桁架梁贝雷桁架梁安装和拆除步骤:1、在建成的墩柱上搭设简易支架，安装手葫芦。2、将两半抱箍通过螺栓连接，箍径要大于墩柱径2030cm.3、采用柱顶两个手葫芦同时对称匀速拉起抱箍至掌握高度，并抱紧墩柱。4、在地面拼装好5联一根的贝雷桁架梁。5、采用两个墩柱的手葫芦同时匀称拉起一侧的贝雷桁架梁，至抱箍牛腿处固定。挨次吊起其它桁架梁，并将墩柱两侧桁架梁用钢管夹紧弦杆加固。6、在桁架梁上搭设木楞平台和盖梁底模。进行盖梁施工。7、达到拆除盖梁底模要求后，在盖梁顶搭设23组简易扁担支架。通过支架上46

11、个手葫芦兜紧两组贝雷桁架梁，松落抱箍后，再整体松落桁架梁。8、解体贝雷桁架梁成贝雷架单元，人工转移再拼装成整体。在8T吊车能进入施工场地好的状况下，桁架梁也可用吊车整体吊装就位、落架和转移。二、扣件式钢管撑架法扣件式钢管撑架法是在盖梁投影区域内用中48*3.5mm的A3钢管搭设满堂式支架。上部结构坊工和施工荷载采用钢管轴心受压反抗特性传递给地基。半平面1、立杆的稳定性检算：（按无风荷载组合计算，见表3）杆压力N= K*力*A*L式中K一支架高度影响系数=1/ （l+0.005*Hd） （Hd：支架设计高度）力一轴心受压杆弯曲影响系数，与压杆长细比人有关的值。A受压杆的截面积，48*3.5mm钢

12、管截面积489mm。用一受压杆的屈服强度，A3钢管屈服强度215MPao压杆长细比入=u式中lo压杆的计算长度，支架中按步距1=1500mm计算。r一压杆的截面回转半径，48*3.5mm钢管截面回转半径15.78mm.一反映支架整体稳定性影响系数，与支架框格布置和排距有关。支架不同高度压杆稳定性计算表表3设计高度Hd6m10m15m20m25m30m40m备 注压杆自重gk(kN/杆)0.30.50.81.11.31.62.2钢管自重38.4Nm,含大、小横杆和剪刀撑，并考虑1.2的荷载系数K：高度影响系数110.930.910.890.870.83支架高度W 10m,不考虑此系数u：整体稳定

13、影响系数11.011.031.061.121.221.35查建筑脚手架施工手册一一钢管扣件式双排支架影响系数表入：压杆长细比95(114)96(115)98101107116128括号中按步距1为18()()mm计算的长细比:弯曲影响系数0.552(0.45)0.546(.445)0.5330.5160.4850.4410.387查建筑脚手架施工手册一一压杆长细比对弯曲影响系数表N：杆容许压力(kN)58(47.3)57.4(46.8)52.149.445.440.333.8此结果是按材料的极限强度条件计算的最大可能承载值48*3.5mm钢管支架按结构受力平安要求N:对接时步距1500mm允许使用荷载30.3 kN；对接时步距1800mm允许使用荷载27.2 kN；上部荷载Gk(kNff)27.4含盖梁及模板重、施工荷载，并考虑1.4荷载系数，在立杆安排的值荷载总值N(kN/杆)27.7* (27.7)27.9* (27.9)28.228.528.729*30.6支架立杆按6()()*8()()mm,横杆步距按1500m (1800mm)布置的状况2、立杆的弹性压缩变形检算:弹性压缩变形 = LE=NLAE=9-10mm=L600 j20mm上式：N立杆的荷载总值N (27.7-30.6kN)oL一立