1、228天桥鹰架法施工设计方案K149+228天桥 预应力砼现浇箱梁膺架法施工设计方案 一、工程概况 本天桥与高速公路交叉桩号为K149+228.673，斜度2?，上跨高速公路主线。起点桩号为GK0+179，终点桩号为GK0+258，全桥长79米。桥梁平面位于直线内，桥梁布跨径向布置。桥墩采用独柱墩，桩基采用钻孔灌注桩基础，桥台采用柱式台、钻孔灌注桩基础。 桥梁上部结构采用(20+32+20米)现浇预应力箱梁，梁体结构采用单箱单室直腹板箱型截面，C50混凝土。箱梁高1.8米，顶板宽5.5m，两悬臂长1.0米，3底板宽3.5米，顶板厚0.25米，底板厚0.2米，腹板厚0.45米，现浇混凝土329.
2、2m。为保证桥梁施工质量及高速公路施工安全，采用膺架单层贝雷梁法(简称膺架法)进行现浇梁施工。 二、现浇箱梁施工方案 本桥如按采用钢管支架投入的施工用量较大且安全稳定性差，为加快施工支墩横梁采用工字钢，支进度和增加施工安全稳定性采用贝雷桁架做为纵梁，撑结构为钢管支墩，整个结构简称贝雷支架。 三、现浇箱梁贝雷支架设计 贝雷支架结构主要由基础、支墩、支墩横梁、贝雷桁架组成。贝雷支架安装主要采用塔吊安装，塔吊够不到的地方采用吊车安装。 本桥边跨按3孔简支梁布设，中跨按5孔简支梁布设，设置8片贝雷梁，每两排贝雷梁练成一组，每组贝雷片端头采用贝雷框架进行连接，各排纵梁间通过20槽钢连接加固，使纵梁整体受
3、力，槽钢按纵向间距20cm布设。支墩采用5306mm钢管立柱，搁置在土基顶面，立柱顶、底部均与60606mm钢板焊接，为提高支墩的稳定性，在各排支墩钢管之间设置10b槽钢连接，支墩顶面采用2根I28b工字钢做横梁，贝雷纵梁顶面设置槽钢做分配梁，分配梁上设置楔木，用来调整标高和落架。该桥外模和内模采用高强度防水竹胶板制作。(详见图1:支架立面图;图2:支架横断面图) 300150cm贝雷片28b工字钢530钢管基 础图1:支座立面图(单位:厘米,桥桥桥桥墩墩台台图2:支座立面图(单位:厘米,(一) 箱梁截面横向荷载分布分析: 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
4、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。 1、恒载:钢筋混凝土自重为: 3 钢筋混凝土密度采用26KN/M。冲击系数按规范取1.1。q=329.2*26*1.1/(19.94*2+32)=130.99KN/m 122、模板自重(包括内外模竹胶板、方木) 取0.5KN/m 外模自重:0.5*3.5(底模自重)+0.5*1.8*2(侧模自重)=3.55KN/m 内模自重:0.5*(2.6+1.35)*2=3.95KN/m 楔木自重1.0KN/m 合计模板自重q=8.5KN/m 23、分配梁(20槽钢) 采用200mm槽钢，纵向间距30cm布置，槽钢每米重25.77kg。 合计分配梁
5、自重q=25.77*6*10/0.3=5.15KN/m 34、贝雷片自重 贝雷片每片每延米取1.25KN/m(包括支撑架等附属物)，贝雷片按8排布置。 则截面每延米自重为:q=1.25*8=10KN/m 45、施工人员和施工材料机具等行走运输或堆放载荷，取4KPa。 合计q=4KN/m2*5.5=22KN/m 56、振捣产生的载荷:q=2*5.5=11KN/m 67、钢管顶工字钢自重(采用I28b工字钢):q=47.86kg/m*6m*14=4.02t 78、钢管立柱(长7.5米)自重:q=77.89kg/m*7.5m*42=24.54t 8(二) 贝雷片顶分配梁验算 采用20槽钢作为贝雷梁上
6、分配梁，M=22.15KN.m，Q=115KN。该支架设计贝雷梁最大间距为0.95米，即分配梁跨径0.95m，间距为30cm，横向作用在分配梁上的分布载荷: 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 考虑1.3的安全系数 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 满足要左右AA求。 (三) 纵向贝雷梁跨度设计验算: 采
7、用8排贝雷梁做纵梁的强度、刚度验算， 52? E=2.1*10N/mm,l=L/400, ? 由表得贝雷片Q=245.2KN，M=788.2KN.m I=250497*104mm ?验算强度载荷时单片贝雷梁所承受的载荷: 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 考虑1.3的安全系数 边跨纵梁的最大弯矩、最大剪力与最大挠度按路桥施工计算手册P763-1图验算: 2Mmax=0.1G3l2=0.1*30.5*6=109.8KN.m,M=788.2KN.m Qmax=(0.5+0.6
8、)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 中跨纵梁的最大弯矩、最大剪力与最大挠度按路桥施工计算手册P765-1图验算: 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， max541
9、00EI100，2.1，10，250497，10=0.50mm,15mm=l/400 符合要求 (四) 墩顶横梁设计验算: 钢管立柱单排3根横向间距为2米，因此按二等跨连续梁验算，计算跨径L=2米，横梁承担8片贝雷梁传递来的载荷。8个集中力按路桥施工计算手册P673-5图进行验算。 G=(q + q+ q+ q+q+ q)*71.88+4.02*10=13527.76KN 4123456每根工字钢上面的集中受力: 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*12
10、0.78=322.0KN 横梁采用2根28b工字钢，查表: 433Ix=7481cm，Wx=534.4cm,Sx=312.3cm,=10.5mm 433Ix=14962cm，Wx=1068.8cm,Sx=624.6cm,=21mm 横梁强度验算 380.44，10=Mmax/W=75.26MPa, =188MPa ,6534.4，10，2剪应力验算 3,6QmaxSx322，10，624.6，10,=64.01MPa,=110MPa ,8,3Ix,14962，10，21，10挠度验算 33pl120.78，2000-4f,1.466,1.466，=4.510mm,max54100EI100，2
11、.1，10，14962，10l/400=5mm 综上所述，采用2根I28b工字钢满足使用要求。 (五) 地基验算: 根据施工现场和设计图纸可是现场地基承载力为200KPa 。考虑施工现场实际情况不同，取1.4的安全系数，地基承载力为140KPa 。 基础设计为长6米，宽1.5米，高为0.5米。则设计基础承载力按420KN控制。凡在现浇箱梁贝雷支架内力计算表中每根钢管最大承受力超过420KN的临时支墩，增加钢管数量使其满足地基承载力。具体钢管布置见设计图。 (六) 钢管支墩的设计验算: 钢管选用的是直径530mm，壁厚6mm，上下端采用60606mm钢板。计算可知轴心承载力可达2000KN, 完
12、全能满足承载力要求，因此只需分析受压稳定性，立柱每7.5米高用16,槽钢作为横纵向联系，计算自由长度取7.5m。则: 22D，di,4钢管惯性半径: ,18.5cm L1.0，750,40.5,i18.5长细比: ,0.808稳定系数查表得: 钢管压力以基础设计承压力计算:N,420KN 假设最大有10cm的偏心，那么轴心受压弯距:M=Ne=42KN.m 风力荷载: 2W,0.45KN/m0龙岩地区基本风压值取: K,0.91设计风速频率换算系数: K,1.3K,0.822风载体型系数:箱梁: 钢管支墩: K,1.03风压高度变化系数，取平均10m高度: K,0.84地形、地理条件系数，山间谷
13、地取: 则总风力: W,W，W箱梁钢管,0.91.31.00.80.45721.8，0.90.81.00.80.450.531042， ,54.59，57.7,112.29KN平均每根钢管受横向风力: W=112.29/42=2.67KN 每根钢管受横向风力产生弯距，以10m计算:M=Ne=26.7KN.m 考虑最不利情况，偏心弯距与横向风力弯距叠加:M,68.7KN.m 222钢管截面面积A=0.785*(0.530-0.518)=9.9103mm ,4463，W,D,d,1.29，10mm32D钢管抗弯截面系数: 则钢管支墩强度: 33NM410，1068.7，10,，,，36 ,AW0.
14、808，9.9，101.29，10,51.26MPa，53.26MPa,104.52MPa,220MPa,因此，立柱本身稳定性能满足要求。采用16,槽钢作为横向、纵向联系及斜撑，上下间距不大于7.5米，用螺栓栓接在钢管抱箍上，在柱中与柱顶部用风缆固定，加大立柱的整体稳定性。由于所有钢管立柱的轴向压力都不超过410KN，因此所有的钢管立柱都能满足稳定性要求。 (七) 施工预拱度 以右二联中跨为例进行计算: 1. 卸架后箱梁构造本身的挠度: 通过用公路桥梁结构计算系统GQJS7.5计算，箱梁和桥面铺装产生的自重挠度与预应力跨中挠度之和为: ,29mm12. 活载一半产生的挠度: 通过用公路桥梁结构
15、计算系统GQJS7.5计算，活载一半产生的跨中挠度大约为: ,3mm2支架在荷载作用下的弹性压缩: 3.贝雷片弹性压缩最大为11mm,计算过程见上;钢管最大压力为810KN，取平均30m计算，产生的竖向变形为4mm，则: ,11，4,15mm 34. 支架在荷载作用下的非弹性压缩: 非弹性压缩采取预压的方法事先消除。 5. 支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷: 基础沉降按公路施工手册-桥涵估算，取: ,5mm4则跨中预拱度设置值为: ,，,，,，,29，3，15，5,52mm1234支架整体沉降量为: ,，,15，5,20mm34则右二联中跨跨中设置52mm的预拱度,中跨其它部位以墩身两端为20mm，按二次抛物线进行分配。 其它各跨的预拱度按上述过程进行精确计算、设置。
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