下承式钢管混凝土系杆拱桥纵梁支架设计与施工技术

下承式钢管混凝土系杆拱桥纵梁支架设计与施工技术

通号工程局集团建设工程有限公司湖南省长沙市410005

摘要:介绍了下承式钢管混凝土系杆拱桥纵梁支架体系施工的背景和方案比选,以及支架设计和施工,保证了桥梁施工的安全,可供施工技术人员参考。

关键词:纵梁;贝雷桁架;支架设计;支架施工

1.工程概况

尧里五桥为麻阳项目中的一座主跨为132米下承式钢管混凝土系杆拱桥,梁横断面布置为3.25m(人行道)+2m(边拱肋构造范围)+14m(车行道)+2.5m(中拱肋构造范围)++14m(车行道)+2m(边拱肋构造范围)+3.25m(人行道)=41m,拱肋采用4肢桁架式断面,由四根直径680mm,厚16mm的钢管经平连和斜腹钢管焊接而成,全桥设置5排一字型风撑,风撑主管直径400mm,平连杆及斜腹杆直径200mm。

2.纵梁支架体系设计

纵梁支架体系设计包括贝雷桁架主梁、支架立柱、支架基础等几个部分。主要计算荷载考虑实际净跨范围内纵梁、贝雷梁自重、钢管拱肋自重及其它荷载。根据钢管混凝土拱桥桥墩之间的实际跨度和尽量使用标准贝雷桁架片,在河道上设七跨15m贝雷桁架梁,拱脚承台上设置1个支墩,中支墩由3Φ780*12mm钢管桩组成,边支墩由2Φ630*12mm钢管桩组成;在河中设有8个钢管支墩,单个中支墩由6Φ780*12mm钢管桩组成,单个边支墩由4Φ630*12mm钢管桩组成,管纵向中心间距3m,边支墩钢管横向中心间距3.5m,中支墩钢管横向中心间距1.75m。钢管顶面设置3工50分配梁,分配梁上架设贝雷桁架作为承重结构,边系梁底部设置8组贝雷桁架,中系梁底部亦设置16组贝雷桁架。贝雷梁顶部铺设间距为45cm的工20平联,I20平联间距采用5cm槽钢固定,工20平联上铺设间距为25cm的工10工字钢,再铺设底模施工现系梁。

2.1主桥纵系梁支架计算

2.1.1、荷载取值

系梁长114.6m,中系梁砼625m3,两边系梁砼各481m3。单个横梁施工时,对边系梁产生的下压力为28t,对中系梁产生的下压力为56.6t。底模及施工荷载按50吨考虑。考虑洪水对钢管立柱的冲击,洪水季节水淹没钢管高度为12.5m,水流速度2m/s。钢管单位宽度范围内水流冲击力P=kγwhv2/g=0.7*10*12.5*2*2/10=35KN/m,作用在单根钢管上的冲击力F=35*0.6=21KN。

2.1.2、钢管立柱支架计算

钢管立柱支架采用MIDAS建模验算,模型如下图所示。

经过计算结果可知,中系梁底部贝雷桁架的最大组合应力为159MPa<200MPa,满足规范要求;钢管支架平台的最大组合应力为118Mpa<160Mpa,满足规范要求;跨中贝雷桁架的最大挠度为1.9cm,洪水冲击引起的水平位移为1.2cm。

要求钢管桩打入基岩层面上,其端部承载力必须大于122t,需做预压试验检验钢管的承载力。

3.纵梁支架体系施工

3.1支架施工

从南岸(代远大道一侧)开始支架的搭设。支架的推进方向为中系梁的南岸向北岸方向,同时亦对上、下游系梁的钢平台同时打设。钢管桩的起吊、打设均由一台QUY75履带起重机完成,其起重能力可以达到18米/5.4吨。每根钢管桩的加工长度不大于15米(≯1.65T),贝雷桁片事先组拼,每组为2排,每排4片。支架平台施工的所有设备、材料皆通过已架设的支架平台运输。

3.2支架预压

支架采用水袋预压。沉降监测点按梁体结构特征横向布设2个,纵向按跨度(L)的L/2、L/4、L/8和支座处及局部加密布设和桁架节点处位置。通过对贝雷架架试压的结果进行分析及贝雷架变形、加固等项目检算、检查合格后,再对底模标高进行调整,底模标高调整按试压时测出的各特征点弹性变形值设置施工预拱度,从而使浇筑出的砼面高程满足规范和设计要求。

4.施工体会和施工效果

尧里五桥钢管砼拱纵梁支架体系施工过程中,严格按照支架设计方案进行施工,加强施工过程控制和多项措施保证作业人员安全及支架体系整体稳定性是施工的关键技术手段。

结束语:

从大桥最终施工结果来看,运用结构简单、受力明确、可调控和拆装方便,并可重复使用的支架,进行河道内中小跨度的钢管混凝土拱桥纵梁施工建设,施工安全有保证,结构线形有保证。

参考文献:

[1].陈宝春.钢管混凝土拱桥设计与施工[M].北京:人民交通出版社,1999

[2].交通部行业标准.公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000).北京:人民交通出版社,2000

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