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1、228天橋鷹架法施工設(shè)計(jì)方案K149+228天橋 預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆箱梁膺架法施工設(shè)計(jì)方案 一、工程概況 本天橋與高速公路交叉樁號(hào)為K149+228.673，斜度2?，上跨高速公路主線。起點(diǎn)樁號(hào)為GK0+179，終點(diǎn)樁號(hào)為GK0+258，全橋長(zhǎng)79米。橋梁平面位于直線內(nèi)，橋梁布跨徑向布置。橋墩采用獨(dú)柱墩，樁基采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)采用柱式臺(tái)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 橋梁上部結(jié)構(gòu)采用(20+32+20米)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力箱梁，梁體結(jié)構(gòu)采用單箱單室直腹板箱型截面，C50混凝土。箱梁高1.8米，頂板寬5.5m，兩懸臂長(zhǎng)1.0米，3底板寬3.5米，頂板厚0.25米，底板厚0.2米，腹板厚0.45米，現(xiàn)澆混凝土329.2、2m。為保證橋梁施工質(zhì)量及高速公路施工安全，采用膺架單層貝雷梁法(簡(jiǎn)稱(chēng)膺架法)進(jìn)行現(xiàn)澆梁施工。 二、現(xiàn)澆箱梁施工方案 本橋如按采用鋼管支架投入的施工用量較大且安全穩(wěn)定性差，為加快施工支墩橫梁采用工字鋼，支進(jìn)度和增加施工安全穩(wěn)定性采用貝雷桁架做為縱梁，撐結(jié)構(gòu)為鋼管支墩，整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)稱(chēng)貝雷支架。 三、現(xiàn)澆箱梁貝雷支架設(shè)計(jì) 貝雷支架結(jié)構(gòu)主要由基礎(chǔ)、支墩、支墩橫梁、貝雷桁架組成。貝雷支架安裝主要采用塔吊安裝，塔吊夠不到的地方采用吊車(chē)安裝。 本橋邊跨按3孔簡(jiǎn)支梁布設(shè)，中跨按5孔簡(jiǎn)支梁布設(shè)，設(shè)置8片貝雷梁，每?jī)膳咆惱琢壕毘梢唤M，每組貝雷片端頭采用貝雷框架進(jìn)行連接，各排縱梁間通過(guò)20槽鋼連接加固，使縱梁整體受3、力，槽鋼按縱向間距20cm布設(shè)。支墩采用5306mm鋼管立柱，擱置在土基頂面，立柱頂、底部均與60606mm鋼板焊接，為提高支墩的穩(wěn)定性，在各排支墩鋼管之間設(shè)置10b槽鋼連接，支墩頂面采用2根I28b工字鋼做橫梁，貝雷縱梁頂面設(shè)置槽鋼做分配梁，分配梁上設(shè)置楔木，用來(lái)調(diào)整標(biāo)高和落架。該橋外模和內(nèi)模采用高強(qiáng)度防水竹膠板制作。(詳見(jiàn)圖1:支架立面圖;圖2:支架橫斷面圖) 300150cm貝雷片28b工字鋼530鋼管基 礎(chǔ)圖1:支座立面圖(單位:厘米,橋橋橋橋墩墩臺(tái)臺(tái)圖2:支座立面圖(單位:厘米,(一) 箱梁截面橫向荷載分布分析: 考慮到底板模板和底板橫向方木能起到一定的分散荷載作用，還考慮到施工澆筑4、為分層澆筑，因此以截面整體考慮進(jìn)行縱向貝雷片的內(nèi)力驗(yàn)算。 1、恒載:鋼筋混凝土自重為: 3 鋼筋混凝土密度采用26KN/M。沖擊系數(shù)按規(guī)范取1.1。q=329.2*26*1.1/(19.94*2+32)=130.99KN/m 122、模板自重(包括內(nèi)外模竹膠板、方木) 取0.5KN/m 外模自重:0.5*3.5(底模自重)+0.5*1.8*2(側(cè)模自重)=3.55KN/m 內(nèi)模自重:0.5*(2.6+1.35)*2=3.95KN/m 楔木自重1.0KN/m 合計(jì)模板自重q=8.5KN/m 23、分配梁(20槽鋼) 采用200mm槽鋼，縱向間距30cm布置，槽鋼每米重25.77kg。 合計(jì)分配梁5、自重q=25.77*6*10/0.3=5.15KN/m 34、貝雷片自重 貝雷片每片每延米取1.25KN/m(包括支撐架等附屬物)，貝雷片按8排布置。 則截面每延米自重為:q=1.25*8=10KN/m 45、施工人員和施工材料機(jī)具等行走運(yùn)輸或堆放載荷，取4KPa。 合計(jì)q=4KN/m2*5.5=22KN/m 56、振搗產(chǎn)生的載荷:q=2*5.5=11KN/m 67、鋼管頂工字鋼自重(采用I28b工字鋼):q=47.86kg/m*6m*14=4.02t 78、鋼管立柱(長(zhǎng)7.5米)自重:q=77.89kg/m*7.5m*42=24.54t 8(二) 貝雷片頂分配梁驗(yàn)算 采用20槽鋼作為貝雷梁上6、分配梁，M=22.15KN.m，Q=115KN。該支架設(shè)計(jì)貝雷梁最大間距為0.95米，即分配梁跨徑0.95m，間距為30cm，橫向作用在分配梁上的分布載荷: q= (q+ q + q +q+q)*0.3* 1.3 12356=(130.99+8.5+5.15+10+22+11)*0.3*1.3 =73.18KN/m 考慮1.3的安全系數(shù) 2GL22Mmax=M=73.18*0. 75/2=20.58KN.m,M=22.15KN.m OA=2Qmax=Q+ Q=44.87*0.75+44.87*0.45/2=71.35KN,Q=115KN 滿足要左右AA求。 (三) 縱向貝雷梁跨度設(shè)計(jì)驗(yàn)算: 采7、用8排貝雷梁做縱梁的強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算， 52? E=2.1*10N/mm,l=L/400, ? 由表得貝雷片Q=245.2KN，M=788.2KN.m I=250497*104mm ?驗(yàn)算強(qiáng)度載荷時(shí)單片貝雷梁所承受的載荷: q=( q + q+ q+ q+q+ q) *1.3/8 123456=(130.99+8.5+5.15+10+22+11)*1.3/8 =30.5KN/m 考慮1.3的安全系數(shù) 邊跨縱梁的最大彎矩、最大剪力與最大撓度按路橋施工計(jì)算手冊(cè)P763-1圖驗(yàn)算: 2Mmax=0.1G3l2=0.1*30.5*6=109.8KN.m,M=788.2KN.m Qmax=(0.5+0.68、)Gl=1.1*30.5*6=201.3KN,Q=245.2KN 344Gl29.30，60003f,0.677,0.677， max54100EI100，2.1，10，250497，10=0.51mm,15mm=l/400 符合要求 中跨縱梁的最大彎矩、最大剪力與最大撓度按路橋施工計(jì)算手冊(cè)P765-1圖驗(yàn)算: 22Mmax=0.105G3l=0.105*30.5*6=115.29KN.m,M=788.2KN.m Qmax=(0.606+0.526) Gl =1.132*30.5*6=207.16KN,Q=245.2KN 344Gl29.3，60003f,0.664,0.664， max5419、00EI100，2.1，10，250497，10=0.50mm,15mm=l/400 符合要求 (四) 墩頂橫梁設(shè)計(jì)驗(yàn)算: 鋼管立柱單排3根橫向間距為2米，因此按二等跨連續(xù)梁驗(yàn)算，計(jì)算跨徑L=2米，橫梁承擔(dān)8片貝雷梁傳遞來(lái)的載荷。8個(gè)集中力按路橋施工計(jì)算手冊(cè)P673-5圖進(jìn)行驗(yàn)算。 G=(q + q+ q+ q+q+ q)*71.88+4.02*10=13527.76KN 4123456每根工字鋼上面的集中受力: p=13527.76/14/8=120.78KN Mmax=0.333pL=0.333*120.78*2=80.44KN.m Qmax=(1.333+1.333)p=2.666*1210、0.78=322.0KN 橫梁采用2根28b工字鋼，查表: 433Ix=7481cm，Wx=534.4cm,Sx=312.3cm,=10.5mm 433Ix=14962cm，Wx=1068.8cm,Sx=624.6cm,=21mm 橫梁強(qiáng)度驗(yàn)算 380.44，10=Mmax/W=75.26MPa, =188MPa ,6534.4，10，2剪應(yīng)力驗(yàn)算 3,6QmaxSx322，10，624.6，10,=64.01MPa,=110MPa ,8,3Ix,14962，10，21，10撓度驗(yàn)算 33pl120.78，2000-4f,1.466,1.466，=4.510mm,max54100EI100，211、.1，10，14962，10l/400=5mm 綜上所述，采用2根I28b工字鋼滿足使用要求。 (五) 地基驗(yàn)算: 根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)計(jì)圖紙可是現(xiàn)場(chǎng)地基承載力為200KPa 。考慮施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況不同，取1.4的安全系數(shù)，地基承載力為140KPa 。 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為長(zhǎng)6米，寬1.5米，高為0.5米。則設(shè)計(jì)基礎(chǔ)承載力按420KN控制。凡在現(xiàn)澆箱梁貝雷支架內(nèi)力計(jì)算表中每根鋼管最大承受力超過(guò)420KN的臨時(shí)支墩，增加鋼管數(shù)量使其滿足地基承載力。具體鋼管布置見(jiàn)設(shè)計(jì)圖。 (六) 鋼管支墩的設(shè)計(jì)驗(yàn)算: 鋼管選用的是直徑530mm，壁厚6mm，上下端采用60606mm鋼板。計(jì)算可知軸心承載力可達(dá)2000KN, 完12、全能滿足承載力要求，因此只需分析受壓穩(wěn)定性，立柱每7.5米高用16,槽鋼作為橫縱向聯(lián)系，計(jì)算自由長(zhǎng)度取7.5m。則: 22D，di,4鋼管慣性半徑: ,18.5cm L1.0，750,40.5,i18.5長(zhǎng)細(xì)比: ,0.808穩(wěn)定系數(shù)查表得: 鋼管壓力以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)承壓力計(jì)算:N,420KN 假設(shè)最大有10cm的偏心，那么軸心受壓彎距:M=Ne=42KN.m 風(fēng)力荷載: 2W,0.45KN/m0龍巖地區(qū)基本風(fēng)壓值取: K,0.91設(shè)計(jì)風(fēng)速頻率換算系數(shù): K,1.3K,0.822風(fēng)載體型系數(shù):箱梁: 鋼管支墩: K,1.03風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取平均10m高度: K,0.84地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，山間谷13、地取: 則總風(fēng)力: W,W，W箱梁鋼管,0.91.31.00.80.45721.8，0.90.81.00.80.450.531042， ,54.59，57.7,112.29KN平均每根鋼管受橫向風(fēng)力: W=112.29/42=2.67KN 每根鋼管受橫向風(fēng)力產(chǎn)生彎距，以10m計(jì)算:M=Ne=26.7KN.m 考慮最不利情況，偏心彎距與橫向風(fēng)力彎距疊加:M,68.7KN.m 222鋼管截面面積A=0.785*(0.530-0.518)=9.9103mm ,4463，W,D,d,1.29，10mm32D鋼管抗彎截面系數(shù): 則鋼管支墩強(qiáng)度: 33NM410，1068.7，10,，,，36 ,AW0.14、808，9.9，101.29，10,51.26MPa，53.26MPa,104.52MPa,220MPa,因此，立柱本身穩(wěn)定性能滿足要求。采用16,槽鋼作為橫向、縱向聯(lián)系及斜撐，上下間距不大于7.5米，用螺栓栓接在鋼管抱箍上，在柱中與柱頂部用風(fēng)纜固定，加大立柱的整體穩(wěn)定性。由于所有鋼管立柱的軸向壓力都不超過(guò)410KN，因此所有的鋼管立柱都能滿足穩(wěn)定性要求。 (七) 施工預(yù)拱度 以右二聯(lián)中跨為例進(jìn)行計(jì)算: 1. 卸架后箱梁構(gòu)造本身的撓度: 通過(guò)用公路橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)GQJS7.5計(jì)算，箱梁和橋面鋪裝產(chǎn)生的自重?fù)隙扰c預(yù)應(yīng)力跨中撓度之和為: ,29mm12. 活載一半產(chǎn)生的撓度: 通過(guò)用公路橋梁結(jié)構(gòu)15、計(jì)算系統(tǒng)GQJS7.5計(jì)算，活載一半產(chǎn)生的跨中撓度大約為: ,3mm2支架在荷載作用下的彈性壓縮: 3.貝雷片彈性壓縮最大為11mm,計(jì)算過(guò)程見(jiàn)上;鋼管最大壓力為810KN，取平均30m計(jì)算，產(chǎn)生的豎向變形為4mm，則: ,11，4,15mm 34. 支架在荷載作用下的非彈性壓縮: 非彈性壓縮采取預(yù)壓的方法事先消除。 5. 支架基底在荷載作用下的非彈性沉陷: 基礎(chǔ)沉降按公路施工手冊(cè)-橋涵估算，取: ,5mm4則跨中預(yù)拱度設(shè)置值為: ,，,，,，,29，3，15，5,52mm1234支架整體沉降量為: ,，,15，5,20mm34則右二聯(lián)中跨跨中設(shè)置52mm的預(yù)拱度,中跨其它部位以墩身兩端為20mm，按二次拋物線進(jìn)行分配。 其它各跨的預(yù)拱度按上述過(guò)程進(jìn)行精確計(jì)算、設(shè)置。