新型组合杆件宣传册

新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-9-第三章新型组合杆件相关技术参数3.1设计背景近年来，随着中国交通建设事业的快速发展，桥梁建设取得了巨大成就。与此同时，桥梁建造客观环境的复杂性对桥梁施工的影响也日益突出。尤其对于跨越既有线路的桥梁和城市桥梁，桥梁施工与客观环境的相互干扰和安全影响非常显著。为了减少桥梁施工和客观环境的相互影响，除了严格做好施工过程中的安全防护措施外，桥梁施工的临时结构也应具有更大的跨越能力和更优的结构形式，以最大限度简化施工，并加快施工速度。组合杆件作为桥梁施工临时结构，是建筑工程施工过程中的重要辅助设施，由中铁大桥局和湖北辉创重工集团有限公司联手研制。是我国首个桥梁施工常用标准化组合杆件之一。该桁梁一改过去从国外引进的万能杆件和321贝雷梁的结构形式，进行标准化设计，其性能全面优于我国此前采用的同类装备。组合杆件由多个标准节段组合拼接而成，或者由多个标准节段与若干调节节段组合拼接而成，可根据需要组拼成不同跨度和承载能力的桁梁结构组合使用。具有结构简便、承载力高、跨越能力大、通用性好、拆装快捷、安全可靠、运输方便等优点。在工程应用中，该桁梁可大大缩短临时结构的设计时间、制造周期和制造成本。广泛应用于大型桥梁施工、栈桥、缆索吊、架桥机、挂篮等领域。3.2设计与研究①设计原则本设计是在对国内已有多种组合杆件的特性及使用情况作充分调查研究后，结合桥梁施工实际情况，研制出的一种新型桁梁。设计过程中重点对杆件材料与结构形式、连接方式、承载能力等方面进行研究，并从技术可行性、安全性、可操作性、经济性等多方面与现有组合杆件进行综合比较，以更好地满足桥梁施工中对杆件承载力、拼装拆卸、通用性及方便保管和运输的要求。②结构构造组合杆件包括标准节段、连接节段、端支承节段、加强弦杆、支撑架等构件。新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-10-■标准节段标准节段由上弦杆、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，上、下弦杆两端分别有阴阳接头，接头上有桁架连接销孔。标准节段(单位：mm)标准节段长4m，桁高2m。标准节段桁梁弦杆系采用普通槽钢[14a零件，两个零件成对地相背组合成］［字形，两背间隔80mm以便与腹杆连接。在上、下弦杆内有供与加强弦杆连接的螺栓孔，还有供连接支撑架用的螺栓孔。桁梁标准节段的竖杆及斜杆均采用80×80×5mm方钢管。桁梁各构件的材料均为Q345B，每个标准节段重579Kg。■端支承节段端支承节段有两种规格，端支承节段1长度为2m，端支承节段2为1.5m，桁高均为2m。由上、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，上下弦杆的端部有阴阳接头，接头上有桁架连接销孔。端支承节段可用于调整跨度及提高抗剪承载能力。每个端支承节段1重363Kg，端支承节段2重335Kg。新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-11-端支承节段1(单位：mm)端支承节段2(单位：mm)端支承节段桁梁弦杆系采用普通槽钢[14a零件，两个零件成对地相背组合成］［字形，两背间隔80mm以便与腹杆连接。在上、下弦杆内有供与加强弦杆连接的螺栓孔，还有供连接支撑架用的螺栓孔。端支承节段的斜杆采用80×80×5mm方钢管，竖杆采用80×80×8mm方钢管。■连接节段连接节段由上弦杆、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，上、下弦杆的两端分别有阴阳接头，接头上有桁架连接销孔。两种规格的连接节段长度均为3m，与标准节段连接端，桁高为2m，与贝雷梁连接端，桁高为1.4m。每个连接节段1重444Kg，连接节段2重439Kg。组合杆件标准节段可通过连接节段与321公路钢桥共同使用。新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-12-连接节段1(单位：mm)连接节段2(单位：mm)■加强弦杆加强弦杆主要用来加强桁梁弦杆的承载能力，其材料、截面与桁梁弦杆相同。其构造与桁梁弦杆比较，除弦杆螺栓孔座板与桁梁弦杆上孔的座板高低位置不同外，其余均相同。加强弦杆新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-13-■桁梁连接销桁梁连接销用于连接两相邻桁梁节段。桁梁销子材质为30CrMnSi，直径为59.5mm，重4.8Kg。桁梁连接销■支撑架支撑架用于桁架之间的横向连接，连接时用支撑架螺栓固定。支撑架用[10型钢焊接形成，支撑架外侧螺栓孔横向间距分别有0.45m、0.9m、1.35m三种规格，螺栓孔竖向间距均为1.56m，其重量分别为50Kg、76Kg、95Kg。支撑架新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-14-组合杆件横向布置示意图③研究内容装配式公路钢桥即贝雷梁，是形成一定单元的桁架，可以用它拼接组装成很多构件、设备。贝雷梁长宽尺寸一般为3m×1.5m。贝雷梁由桁架片（贝雷片）、紧固件、梁板、支撑等组成。贝雷片之间多以支撑架为连接构件，用螺栓固定。贝雷片尺寸如下图：贝雷梁构造图（单位：mm）新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-15-目前国外对于组合杆件桥梁除在设计理论、设计技术、结构构造、生产工艺和架设方法等方面继续进行研究外，还包括聚合物在内的轻而坚固的新材料（如轻质合金等）的研制，以及研究如何缩小梁的自重与承载量的比值、减少结构类型和构件种类、减少运输车辆和作业人员的数量。从总体上看，当前国际上的发展趋势是：在继续突出器材的适应性、机动性和快速性的前提下，努力向系列化和多用途化方向发展。④常用组合杆件标准化设计研究情况■梁式方案常规321型贝雷梁由于其具有结构简单、构件轻巧、组合灵活、互换性强以及拆装方便、适应性强、安全可靠等诸多优点，已经广泛应用于桥梁施工中的各种临时结构，如栈桥、挂篮、龙门吊、钻孔平台、现浇支架等。然而，随着我国交通形势特别是铁路建设的快速发展，桥梁跨度和规模越来越大，以及重型机械设备的大量出现，321型贝雷梁自身存在的一些不足逐渐显露出来，在某些情况下321型贝雷梁已经很难满足实际使用的要求。具体体现在以下几个方面：①承载能力不足，尤其是抗剪能力较差、刚度较小；②双层架设不方便，施工风险较大；③腹杆型材8号工字钢为非标产品，组织生产有困难，且质量难以控制。基于以上多种因素，常用杆件标准化设计梁式方案一拟吸收保留常规321型贝雷梁的优点，着重从承载能力、构造连接等方面进行优化改善。梁式方案一桁梁各构件材质为Q345，容许拉、压、弯应力均按273MPa计算，容许剪应力按208MPa计算。桁高2m，标准节段长度4m，组合杆件剖面模数为6183cm3，截面惯性矩为618328cm4，为了适应于非标准跨度，可以在任何为4m倍数的基本跨度上增加2m及1m。桁架由上、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，上下弦杆的端部有阴阳接头，接头上有桁架连接销孔。桁梁弦杆系采用两个长度4m的［14a零件，两个零件成对地相背组合成I字形。两背间隔开70mm以便与腹板连接。桁梁的腹杆是用70×70×5mm方钢管形成的箱形截面。桁梁各构件间的连接，均采用焊接，每片桁架重445kg。■柱式方案由于在战争和自然灾害中，梁部结构遭到破坏的同时，桥墩也往往遭到破坏，因此各国开始重视装配式桥墩的研究。我国在研制用于抢修的六四式铁路军用梁的同时，研制了用于桥墩抢修的六五式铁路军用墩，后来又研制了八三式铁路轻型军用墩及T型钢塔架等装配式桥墩器材。新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-16-万能杆件六五军用墩八三军用墩贝雷梁钢管柱各类组合杆件立柱实景图钢管截面为各向同性，且其回转半径要远高于具有相同质量的开口截面弱轴的回转半径，轴向承载力大，特别对于由允许长细比控制的构件，钢材强度利用率较高，用钢量可大幅减少。由钢管形成的立柱由于其具有承载力大、结构简单、安装方便等优点，目前已广泛应用于桥梁施工中各种临时结构中的临时墩。大桥施工常用组合杆件标准立柱的特点是构件种类少、精确度高、互换性强、可适用于大桥施工中栈桥、现浇支架、龙门吊等结构的临时墩。其构件安装均为装配式，拆装方便，可反复使用，可与大桥施工常用组合杆件梁式构件配合使用。柱式方案：各构件材质为Q235，标准节段长度有9m、6m、3m几种类型，钢管为800×10和630×8两种规格，钢管节段间采用法兰盘连接，钢管立柱标准间距为3m和2m。柱式方案：组成有钢管、连接法兰及联结系、柱头、柱脚等。立柱联结系杆件为槽钢[14a、[10，杆件间为栓接，联结系通过抱箍与立柱钢管连接，以保持标准立柱临时墩的整体稳定性。新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-17-3.3方案应用①大跨度栈桥当栈桥需满足通航要求或跨既有道路施工时，栈桥临时墩设置较困难，使用组合杆件拼装大跨度栈桥可有效解决以上问题。单跨32m栈桥(组合杆件)布置图新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-18-■在同样的线荷载集度和施工荷载下大跨度栈桥方案参数对比321贝雷梁与组合杆件项目321型组合杆件桁片片数64桁片长度（m）34桁片自重（kg）270556自重线荷载（kg/m）540556自重修正系数（桥面分配梁）1.801.80考虑桥面及分配梁后（kN/m）9.7210.0单片抗弯能力（kN·m）788.21467单片抗剪能力（kN）245.2518.6横向分布不均匀系数1.051.0550t履带吊作用时（kN）500500计算跨度（m）1832桁片总重（t）9.7217.79跨中最大弯矩（kN·m）2380.905018.5单片弯矩（kN·m）396.821254.6考虑横向分布不均匀后416.661317.3支承处最大剪力（kN）483.88552.6单片剪力（kN）80.65138.2跨中挠度（mm）29.4356.65挠度容许值（mm）36.0064.00新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-19-②混凝土箱梁现浇支架32m混凝土箱梁现浇支架布置图(单层321型贝雷梁)新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-20-32m混凝土箱梁现浇支架布置图(双层321型贝雷梁)新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-21-32m混凝土箱梁现浇支架布置图(桁梁方案)新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-22-■箱梁现浇支架三种方案参数对比项目321型组合杆件跨度（m）2×16.3532.7032.70桁片数（片）170440154桁片重（t）45.90118.8078.32立柱数（个）1288立柱重（t）76.0550.7050.70总重（t）122.0169.5129.03.4载荷试验①试验目的检验大桥组合杆件结构的承载力及对应荷载下的变形性能，测量结构的非弹性变形。②试验标准和依据■《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004；■《公路工程技术标准》JTGB01-2004；■《桥梁工程检测手册》人民交通出版社；■组合杆件图纸及设计说明文件。③试验模型试验模型为在扩大基础上设置型钢垫梁，拼装上、下两层28m跨大桥一号主梁。每层主梁纵向由7片标准桁片组成,横向共布置4片，按0.9m+1.35m+0.9m布置。上、下层主梁之间设置型钢垫梁，上、下层主梁之间净空不小于0.7m。试验模型如下图所示，试验模型及加载系统的主要材料如下表：新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-23-试验模型■试验模型材料数量表序号名称规格(m)数量单重(kg)总重（kg）1I型桁梁4×256579324242支撑架10.9m间距6075.945543支撑架21.35m间距2894.622704垫梁HN700×300×4.24381.81527注：垫梁及分配梁在正对贝雷梁处需焊接横向加劲板。④试验对象及试验内容■试验对象试验加载对象为大桥一号桁梁的上、下层，试验应力测试对象为上层桁梁4片桁中的第1、第2和第4片桁，挠度测试上层的上弦。新型组合杆件资料以质量求发展以信誉拓市场-24-■试验内容本次荷载试验主要包括强度测试和挠度测试两方面内容。模型加载通过对拉杆对主梁施加试验荷载实现，试验加载部位由设计确定，试验测试部位根据试验目的及设计部门的要求设置。主要试验内容如下表：试验类别试验类型强度控制条件加载步骤强度测试抗弯试验弦杆容许应力按弦杆轴向承载力的50%、100%和110%分别加载抗剪试验竖杆容许应力