现浇箱梁贝雷支架设计方案

路桥集团第一公路工程局第1页一、工程概况我部施工的二号桥和A匝道桥是南坪-福龙立交主要组成部分，主线二号桥是南坪快速路上一座大桥，南坪快速路（一期）工程为深圳市东西向又一条快速路，是深圳市路网的重要组成部分，是深圳市的重点建设项目。其中南坪主线二号桥上部构造为预应力混凝土现浇连续刚构箱梁，其跨径为左幅第二联为35.0m＋41.5m＋35.0m，第三联为42.5m+50m＋42.5m、右幅第二联为35.0m＋41.5m＋35.0m，第三联为42.5m+50m＋42.5m；A匝道桥第三联为4×36m预应力混凝土连续箱梁。二号桥分左右线两幅桥，左线桥面宽17.0～20.75m，右线桥面宽为17.0m，桥面最小纵坡为0.4％，我部施工左二联、左三联、右二联和右三联箱梁。上部结构形式为：7＃、8＃墩顶处左右7.5m采用变高度（最大高度为2.8m），其他均为预应力混凝土等截面连续刚构桥，箱梁高2.0m；主梁箱梁横断面为单箱三室和单箱四室，底板宽12.0～15.75m。梁体采用50号混凝土现浇。A匝道桥的第三联（4×36m）为预应力混凝土连续梁。梁体结构采用单箱单室直腹板箱形截面，C50号混凝土。箱梁梁高为1.9m，高跨比为1/18.9，箱梁顶板宽8.0m，两悬臂长2.0m，底板宽4.0m，顶板厚0.24m，底板厚0.20m，腹板厚0.5m。二、现浇箱梁施工方案本合同段的二号桥箱梁为T型连续刚构，A匝道桥为连续梁，梁都比较长，二号桥按设计为整联整体浇筑，但考虑到二号桥的箱梁混凝土量较大，最大的左三联有2277方，从控制裂缝方面考虑计划分层浇筑，根据混凝土方量多少分为两次浇筑，分层施工缝位置放在腹板与顶板的结合处，一次张拉；A匝道桥第三联按图纸设计分四段浇筑，分段张拉；两座桥的现浇支架都是采用贝雷桁架做为纵梁，支墩横梁采用工字钢，支撑结构为钢管支墩，整个结构简称贝雷支架，其它的工序和施工方法大至相同，具体施工方案见现浇箱梁施工组织设计。三、现浇箱梁贝雷支架设计本合同段二号桥和A匝道桥墩柱高在19～40m，如按采用钢管支架投入的施工用量较大且安全稳定性差，为加快施工进度和增加施工安全稳定性拟采用贝雷桁架作为模板支架。贝雷支架结构主要由基础、支墩、支墩横梁、贝雷桁架组成。贝雷支架安装主要路桥集团第一公路工程局第2页采用塔吊安装，塔吊够不到的地方采用吊车安装。支架布置结构传力途径为：模板－方木－U托－贝雷片纵梁－工字钢横向分配梁－钢管立柱－扩大基础－地基。模板采用厚为1.8cm的竹胶板，骨架采用88方木，间距为30cm。骨架与贝雷片之间采用U型顶托调整标高，U型顶托纵向间距50cm，横向按贝雷片相应布置。箱梁主要承重结构采用贝雷桁架，贝雷桁架纵向根据箱梁跨度分3到4跨布置；横向布置根据箱梁具体结构布置，每个腹板下采用双排单层贝雷片，间距为45cm；每个底板下采用三排单层贝雷片，间距为45m；两侧翼板下采用双排单层贝雷片，间距为150cm。每跨箱梁下布置4~5排临时支墩，支墩采用直径为600mm，壁厚16mm的钢管。每排钢管横向布置在腹板下和两侧翼板下，必要时在底板下增设钢管，以减少钢管轴向压力。钢管布置在承台和现浇基础上，基础采用钢筋混凝土现浇基础。钢管与贝雷梁之间采用3排40a的工字钢作为分配梁。具体结构布置型式见贝雷支架设计图：支架设计采取先布置好贝雷桁架、工字钢分配横梁、钢管支墩，由于每一联箱梁的跨度、宽度、受力情况和地面高度都不一样，因此在计算中对每一联结构采用简支梁和连续梁取最不利情况进行验算，如验算结果达不到控制要求，则增加贝雷纵梁或钢管支墩,使之达到控制要求。贝雷架桁架最大容许弯矩和剪力如下：单排单层：［M］＝788.2KN•M，［Q］=245.2KN考虑材料的新旧程度和施工安装的准确程度采用1.3安全系数。则单排单层：［M］＝606.3KN•M，［Q］=188.6KNC50钢筋混凝土密度取：26KN/m3验算过程以右二联5#-6#为例,具体验算过程如下。其余各跨度验算结果见现浇箱梁贝雷支架内力计算表。(一)箱梁截面均布荷载：考虑到底板模板和底板横向方木能起到一定的分散荷载作用，还考虑到施工浇筑为分层浇筑，因此以截面整体考虑进行纵向贝雷片的内力验算。以右二联为例；截面A-A、路桥集团第一公路工程局第3页C-C：梁高2米，底板宽12米，顶板宽17米。截面均布荷载计算过程如下：1.恒载：钢筋混凝土自重为：钢筋混凝土密度采用26KN/M3。冲击系数按规范取1.1。截面荷载计算如下：A-A截面：224.165.25.018.01.196.221.182.2212mSmKNqA/64.46424.16261.1ⅢⅡⅠ10987514326右二联B-B23445454545451001361161231231161364545454545432150451015001170015010045B-B截面：232.11225.25.018.0266.025.05.062.06.055.126.3255.127.3212mSmKNqB/75.32332.11261.12.内模板（加方木）：计算横向宽度大致为顶板宽度。mKNmmkgq/5.817/502＝内3.竹胶板、U托、方木：路桥集团第一公路工程局第4页计算横向宽度大致为顶板宽度加两倍梁高.竹胶板取2/1.0mKN方木取2/2.0mKNU托平均每2m两个，每个KN15.0，合计2/3.0mKN三个合计取mKNmmKNq/6.122217/6.02＝底模4.贝雷片：300kg/片（包括销子等贝雷片附属构件），则截面每延米自重为mKNq/21211＝贝5.施工荷载包括施工人员和施工材料机具行走和堆放荷载标准值以及振捣荷载：取每平方米为4.0kPa。则截面每延米荷载为：mKNmKNq/6817/4.02＝施则A、B截面均布荷载为以上各荷载总和：mKNqqqqqqAA/71.56518686.125.815.44018贝施底模内mKNqqqqqqBB/85.43018686.125.875.32318贝施底模内(二)箱梁截面横向荷载分布分析：考虑到截面横向的不均匀，不考虑底模和方木的分散荷载作用，对箱梁进行离散，以右二联为例；截面A-A、C-C：梁高2米，底板宽12米，顶板宽17米。计算过程如下：1.恒载：钢筋混凝土自重为：钢筋混凝土密度采用26KN/M3。冲击系数按规范取1.1。由于内模作为框架，顶板部分荷载通过箱内框架传给2＃或4＃贝雷片，因此3＃贝雷片承受的混凝土自重部分为图示阴影部分，截面荷载计算如下：路桥集团第一公路工程局第5页右二联B-B62341578910ⅠⅡⅢ4510150234454545454510013611612312311613610045454545454321501500145170021.450.21.10.60.20.61.80.55mS）＋＋（＋mKNqB/41.471.45261.12.内模板（加方木）：计算宽度大约为1.1m。mKNmmKNq/0.551.1/0.52＝内3.竹胶板、U托、方木：计算宽度大约为图中阴影部分的底面长度，为1.7m。竹胶板取2/1.0mKN方木取2/2.0mKNU托平均每2m两个，每个KN15.0，合计2/3.0mKN三个合计取mKNmmKNq/1.021.7/6.02＝底模4.贝雷片：300kg/片（包括销子等贝雷片附属构件），则双排每米自重为：mKNq/221＝贝5.施工荷载包括施工人员和施工材料机具行走和堆放荷载标准值以及振捣荷载：取每平方米为4.0kPa。计算宽度约为图中阴影部分的底面长度，则每米荷载为：mKNmKNq/6.81.7/4.02＝施则3＃双排贝雷片处最不利均布荷载为以上各荷载总和：mKNqqqqqqBB/51.846.821.020.5541.4733＋＋＋＋贝施底模内路桥集团第一公路工程局第6页按3＃贝雷片的计算方法，其它贝雷片处截面均布荷载为：mKNqB/39.010mKNqB/43.901mKNqqBB/48.6142＝从以上计算结果可以得出，3＃贝雷片处的截面荷载最大。按整截面平均计算，每双排贝雷片处截面均布荷载为：mKNqqAA/51.639/571.562183mKNqqBB/87.749/85.4302183如贝雷片整体安全系数取1.3，不考虑底模和方木的分散荷载作用，对箱梁进行离散分析求出的折算安全系数分别为：A-A截面：γ＝1.3×63.51/68.71＝1.20B-B截面：γ＝1.3×47.87/51.84＝1.20从以上计算可知，如不考虑底模和方木的分散荷载作用，贝雷片的安全系数也可达到1.2，如考虑底模和方木的分散荷载作用，安全系数还能提高，因此，在以下计算中贝雷片的安全系数取1.3，不考虑截面的横向不均匀分布。(三)纵向贝雷梁跨度设计验算：二号桥右二联5＃－6＃箱梁变截面间距为：1.5+4.0+11.863+0.5+11.263+4.0+1.3+0.8假设5＃－6＃墩之间设置四排临时支墩。qCqBqAPDCBA961cm1151cm961cm跨中集中力为：238.14266.025.05.062.06.055.126.3255.127.3mSKNSP27.41138.141.1261.1＝跨中mKNqa/21.501285.43056.571路桥集团第一公路工程局第7页mKNqb/85.430mKNqc/21.501285.43056.571贝雷片纵梁最大正弯矩和剪力按简支梁计算如下：A-B,C-D支座间：aqq，则：KNQ31.24082/qlma＝mKNqlMma97.5785812B-C支座间：Bqq跨中PP0CM02/2/2PlqlLRBKNPqlRB02.26832/2/KNRRQCB02.2683ma＝mKNPlqlMma89.830441812则每排贝雷片纵梁最大弯矩为：mKNMKNPlqlMma31.60647.3952141812则每排贝雷片纵梁最大剪力为：KNPqlRB76.127212/2/KNKNRRQCB62.18876.127ma＝贝雷片纵梁最大负弯矩和剪力按连续梁利用力矩分配法计算如下：各截面固端弯矩为：mKNMABF0mKNqlMBAF97.578582＝mKNplqlMBCF67.53678122＝mKNplqlMCBF67.53678122＝mKNqlMCDF97.578582＝mKNMDCF0路桥集团第一公路工程局第8页B、C两点不平衡力矩分别为：mKNMMMBCFBAFB3.41867.536797.5785mKNMMMCDFCBFC3.41897.578567.5367各杆端分配系数分别为：473.05.11/461.9/361.9/3BCABABABSSS527.05.11/461.9/35.11/4BCABBCBCSSS527.05.11/461.9/35.11/4CDCBCBCBSSS473.05.11/461.9/361.9/3CDCBCDCDSSS各杆端分配弯矩分别为：mKNMMBBABA86.1973.418473.0＝mKNMMBBCBC44.2203.418527.0＝mKNMMCCBCB44.2203.418527.0＝mKNMMCCDCD86.1973.418473.0＝由力矩分配法可计算出最后弯矩为：mKNMMMMCDCB