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匝道桥现浇支架施工方案

一、工程概况

某匝道桥全桥长度为228.58米，桥型布置为为4X25+3X20+3x20m预应力连续箱梁，全桥共计三联，本桥位于圆曲线和缓和曲线上，其中1、2、3、5、6号墩采用墩梁固结，桥墩采用双柱式桥墩，桥台为肋式桥台，钻孔桩基础。

上部构造施工时，先浇注第一联4x

25m,采用两端张拉，一次落架的施工方法，然后依次浇注第二联，第三联，采用一端张拉，一次落架的施工方法。

全桥现浇梁共有C50砼1490m3。

二、施工方案

本桥对于墩高采用搭u425或u325钢管柱，壁厚有6mm8mm两种，钢管柱基础采用片石混凝土和钢筋混凝土作为基础，钢管柱上铺工字钢，工字钢上用贝雷片作梁，贝雷片上用工字钢和顶托调平，方案如下：

1、基础：

将路基压实或处理后现浇8mX1.6mx0.40m厚C25钢筋混凝土基础，钢筋采用底部布20cm*20cm间距的钢筋网，保护层厚度为7cm地基处理可采用片石砼、浆砌片石、碎石、片石等换填，对于基底下软弱层较厚的地方可采用人工挖孔桩上作承台的方法，具体采用哪种方法要待基础开挖时决定。

2、支架：

因地形原因第一联第一跨的头10米和第三联采用扣件式钢管满堂支架，其他跨采用钢管柱作立柱，贝雷梁为梁的支架形式。

其中第一联第一跨中间支墩和靠1#墩身采用①325（各4根）钢管柱，壁厚6mm第一联第二跨靠1#墩身支墩采用①425（各4根）钢管柱，壁厚6mm第一联其他跨采用①425钢管柱，壁厚8mm第二联采用①425钢管柱，壁厚6mm第三联采用钢管型号①48X3.5的钢管满堂支架搭设满堂支架

A、满堂支架采用钢管型号①48X3.5。

满堂架基础采用10cm厚C25砼硬化。

钢管支架采用方木支垫，方木底必须垫实，必要时可用砂浆找平。

钢管架必须设置纵、横扫地杆，距底座小于20cm的立杆

上；纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨，其对接或搭接扣件应交错布置，搭接长度不应小于1米，并应等间距设置3个旋转扣件固定；立杆上部采用顶托并搭接连接，立杆上的扣件接头应交错布置，搭接长度大于1米，立杆必须垂直，腹板下3X50cm范围内立杆扣件至少6个，其他部位立杆扣件至少4个，立杆下部采用对接连接，注意钢管接头不得在同一平面，应错开搭接；

钢管沿纵向在跨中平均布置间距为1米，在两端靠墩柱处间距为0.5米；横向间距在腹板底为0.6米，底板其他处为0.8，翼缘板底1.0米。

钢管支架两端应与墩身连为整体，增强稳定性；每根剪刀撑跨越立杆的根数不少于是2根并应超过5根，与地面的倾角为45。

〜60°之间，纵向剪刀撑沿横向每隔4排支架立杆设置一道，横向剪刀撑沿纵向每隔3~4米设置一道。

底板顶托上采用10号工字设纵向梁，工字钢上横铺方木作为小横梁（净间距20cm）,其上铺底板。

B、对于高墩桥跨采用钢管柱与贝雷桁架片组合的临时支架，钢管柱顶部采用两根40b工字钢焊接，贝雷桁架片两两组合成一幅。

贝雷梁每两片用连接连为整体，同时用①48钢管每隔4米将全部贝雷梁连接。

贝雷梁上大横梁为两根槽钢用①48钢管焊接（共焊8个钢管，每根四面满焊，见顶托示意图）。

顶托插入槽钢上钢管内，支撑纵向小纵梁（小纵梁采用10号工字钢，见顶托示意图）。

小横梁采用1OX10或10X15的方木横铺在小纵梁上，净间距为20cm。

钢管立杆基础采用C25号钢筋，并在施工基础前对地基进行承载力试验。

钢管立杆的连接宜采用法兰盘连接，当采用焊接连接时应严格控制其对接的精确度。

钢管立杆与基础的接触处焊接法兰盘或650X650X12钢垫板。

钢管立杆沿高度方向每6米设置平面连接，钢管立杆之间用槽钢焊接，并设置抗倾覆抱箍与该平面墩身连接，使其连为整体，增强其稳定性。

横向垫木：

采用10cm槽钢，间距1m

调平：

采用顶托调平。

纵向垫木：

采用10cmX15cm方木为纵向垫木，间距为30cm净

间距20cm。

模板：

采用1.15cm厚竹胶板。

3、加强施工范围内的排水，四周水沟用水泥砂浆抹面，使地面排水与预压水箱的抽排水系统成为整体，严防水浸地基。

在每个地面台阶处采用片石砼护坡。

三、结构验算

3.1、荷载计算：

根据公路桥涵施工技术规范主要由以下荷载组成

1、砼荷载：

25米梁跨：

在梁端一米的范围内为10.3*26=267.8kN/m,其中腹板重：

（267.8-31.2）/6.5=36.4kN/m2;在梁距端1~2.5米的范围内为线型变化荷载，平均为[（10.3+6.13）/2]*26=213.59kN/m，其中腹板重：

（213.59-31.2）/6.5=28.06kN/m2;梁中为6.13*26=159.38kN/m,其中腹板重：

（159.38-31.2）2

/6.5=19.72kN/m2;

20米梁跨：

在梁端一米的范围内为10.3*26=267.8kN/m,其中腹板重：

（267.8-31.2）/6.5=36.4kN/m2;在梁距端1~2.5米的范围

内为线型变化荷载，平均为[（10.3+6.13）/2]*26=213.59kN/m，其中腹板重：

（213.59-31.2）/6.5=28.06kN/m2;梁中为6.13*26=159.38kN/m,其中腹板重：

（159.38-31.2）/6.5=19.72kN/m2;

其中：

翼缘板每米重：

]（0.15+0.45）X2/2]X2.6X2=3.12T计

0.78T/m

翼缘板处荷载q=7.8+2.5+1+2=13.3KN/m

、方料、模板自重按1.0KN/m

d、振捣砼产生的荷载：

2KN/m2

e、贝雷梁自重:

270kg/片X8片X9组+25M=0.77t/m。

3.2、支架受力计算（贝雷梁与钢管柱组合）

3.2.1、二十五米梁跨（第一联）

根据梁体断面图，砼荷载可简化如下图布置模式：

其他荷载只计算人员、施工机具行走荷载2.5KN/m2、振捣砼产生

的荷载2.KN/m2、方料及模板荷载1.00KN/mf。

布置如下图：

q=（1.0+2+2.5）*10.5=57.75KN/m

321.1、贝雷梁及两端反力计算

根据对称原理可将贝雷梁及临时支座受力布置简化成下图（贝雷

梁按简支计算）：

q仁q1+q+q贝=（267.8+57.75+7.7）=333.25KN/m

q2=q2+q+q贝=（159.38+57.75+7.7）=224.83kN/m

Q1+Q2=12.5<224.83+（1.0+0.75）X（333.25-224.83）=3000

9.5*Q1+224.83*1.52/2=224.83*1172+（333.25-224.83）*

1.75*（11-1.75/2）

解方程式得：

Q仁1607.4KN,Q2=1392.6KN

取梁受力最不利情况，假设受均布荷载，求最大弯矩和挠度

—q=240.07KN/m

IrH

Mmax=qL/8=240.07*9.52/8=2708.29KN.M

标准国产贝雷梁桁片允许弯矩788kN.m假设每片贝雷片均匀受

力，Mmax/M=2852.71/788=3.44片。

根据施工及受力需要，共布置

8片贝雷梁，因梁体的主要荷载在腹板上，所以在布置贝雷片时在腹位置6片贝雷片，两边翼缘板处各一片。

考虑到箱梁断面砼的分布，将荷载q按如下分配到每片贝雷梁桁片上（如下梁体横断面砼分布图），得最大

q'=240.07*1.005/（0.3047+1.0036+0.7517+1.0050）=78.72kN.m,计算最大受弯矩为：

Mmax二qL2/8=888.06kN.m<

1.3*788=1024.4kN.m（取1.3的提高系数）。

而实际上因整个支架钢构受力通过从上到下的分配，到贝雷梁受力时可大致按均匀分布考虑，实际此片贝雷桁架受力要比计算小。

满足要求。

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1..

贝雷片与钢柱布置图

贝雷梁挠度计算：

假设所有荷载为中间六片贝雷梁承担，以均布荷载

q=240.07/6=40.01kN/m,跨度L=9.5米的简支梁计算，

43456-8

f=5*qL7（384*EI）=5*40.01*103*9.57（384*2.1*105*106*250500*10

）=8.1mm<9.5/400=23.8mm。

3.2.1.2、工字钢及钢管柱受力计算

算法一：

根据箱梁横断面砼的分布和贝雷梁的布置型。

计算最大

受力处（即中间立柱），根据对称原理，取大横梁左半部计算，不考

虑大横梁中间截面的弯矩，取如下的受力计算模型：

①、大横梁受力计算：

•:

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r7//XZ.

1..J

、1J一

梁体横断面砼分布图

计算受力最大端，将Q1按砼在横断面上的面体分配。

S1+S2+S3+S4=0.3047:

1.0036:

0.7517:

1.0050

Q1+Q2+Q3+Q4二Q1/2=1607.4/2=803.7kN

Q1=79.90kNQ2=263.16kNQ3=197.11kNQ4=263.53kN

求得：

R1=430.80kN,R2=372.90kN

最大弯矩Mmax=127.82KN.M

最大剪力Tmax=350.90KN

算法二：

按上述贝雷梁桁片传给大横梁的荷载计算工字钢和钢管柱的受力。

受力模型如下图

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4.i/

25米跨工字钢受力图（算法二）

根据对称原理：

R仁R4R2=R3

Q左仁Q右1,Q左2=$右2,Q左3=2右3,Q左4=0右4。

解二次超静定结

构方程，建立力法的典型方程为：

S11X1+512X2+A1p=0

521X1+522X2+A2p=0

求解解方程得：

R2=R3=345.45kNR仁R4=458.25kN

最大弯矩Mmax=119.45KN.M

最大剪力Tmax=378.35KN

注：

通过以上两种方法的计算，简化计算（算法一）与解超静定结构方程计算出的结果接近，在以下的计算中用简化计算法。

大横梁受力计算：

大横梁为两根40b型工字钢如下图焊接：

钢管柱顶大横梁（两根40b工字焊接）图

A=2*94.07cm；lx=2*22781cm4,Wx=2*1139cm3。

剪应力tmax=Tmax/A=378.35/（2*94.07）=20.11MPa<[t]=125MPa

（T=M/W=119.45X10/（1139X2）=53.6MPa

弯曲容许应力[（T]=210MPa>52.44MPa

所以采用二根40b工字钢能满足要求.

②、钢管立柱计算：

钢管立柱及贝雷布置图

钢管立柱为细长压杆用欧拉公式计算压杆稳定性，压杆的长度系数匕取1（按一端固定，另一端可移动但不能转动）：

Per二n2EI/（卩L）2

a、钢管立柱采用①425mn壁厚8mnt勺钢管。

钢管柱按最高28米计算，对于钢管要求超过28米的用基础调高。

算法一：

计算最大受力的临时钢管立柱支墩受力，Rmax=Q中

=468.4kN。

不考虑偏心受压（按欧拉公式计算）。

2-54

A=104.803cm,l=22.7886X10cm,E=210GPa,L=28mRmax=R1=458.25kN

Pcr=n2EI/（匕L）2=602.25kN>R1=458.25kN

又因钢管立柱沿垂直方向每隔6〜8米在平面上设置了平面联系，大大减小了钢管立柱的自长度，增加了钢管立柱的整体性。

其轴心受压荷载应大于Pcr（计算如下），因此压杆是稳定的。

算法二：

按水平面设置一道中间横向计：

i=（4252+4092）1/2/4=147.4589

入二L/i=14/147.4589=94.94

A=（4252-4092）*n/4=104.83cm2。

查表内插得u=0.6174

[P]压二Au[（T]=104.803*0.6174*210=1358.8kN>R1=458.25kN算法三：

假设最大有10cm偏心，偏心受压弯矩:

M45.83kN.m

（T=N/Aui+M/u2W^i,

按水平面10米设置中间横向连接计：

W=0.0982（42.54-40.94）/42.5=1072.68cm3i=（4252+4092）1/2/4=147.4589

入=L/i=10000/147.4589=67.8155

查表内插得u1=0.7259

入e=aLoix/（hiy）=1.8*10000/425=42.3529

查表内插得u2=0.8655,a=1

（T=N/Aui+M/uW=458.25心04.83*0.7259）+45.83/（1*0.8655*1072.68）

=109.58MPaC210MPa

钢管柱柱满足要求

b、钢管立柱采用①425mm壁厚6mm的钢管。

第一联第二跨中间临时支墩钢管柱按最高18米计算。

计算中间临时支墩最大受力，将Q2按砼在横断面上的面积比分

配。

S1+S2+S3+S4=0.30470:

1.0036:

0.7517:

1.0050

Q1+Q2+Q3+Q4=Q2/2=Q2=1392.6/2=696.3kN

Q仁69.22kNQ2=228.00kNQ3=170.77kNQ4=228.32kN

求得：

R1中=373.22kN,R2中=323.08kN

钢管立柱的验算：

计算最大受力的临时钢管立柱支墩受力只口8乂=只中=373.22kN

A=78.979cm,l=17.3357X10-5,E=210GPa,L=18

Per二n2EI/（□L）2=1108.96kN》Rmax=373.22kN

按水平面不设置中间横向连接计：

i=（4252+413）1/2/4=148.15

入二L/i=18000/148.15=121.4985

222

A=（425-413）*n/4=78.979cm。

查表内插得u=0.416

[P]压二Au[（T]=78.979*0.416*210=689.6kN>Rmax=373.22kN

未考虑水平连接已满足要求，而实际施工时有两道水平连接，因而立钢管杆满足要求。

c、其中第一联第一跨中间支墩和靠1#墩身采用①325（各4根）

钢管柱，壁厚6mm勺钢管，10片贝雷桁架片。

钢管柱按最高10米计

1111

^-4、./

1/O1

1,1

卜一

'11

第一跨贝雷片分布图

如下比例q将分配到每片贝雷桁架上，求出受力最大的贝雷片的

荷载分布

S1:

S2:

S3:

S4:

S5=0.3047:

0.7153:

0.7648:

0.5519:

0.7284

将受力荷载按以上面积比分配计算如下：

q1+q2+q3+q4+q5q/2=240/2=120kN

q1=11.93kNq2=28.01kNq3=29.94kNq4=21.61kN

q5=28.52kN

对贝雷片进行受力计算：

Ri左二Ri右=89.48kNR'2左二R2右=210.08kN

R3左二R3右=224.55kNR4左二R4右=162.08kN

R5左=R5右=213.89kN

中，按最不利情况计算：

Mmax=q5”8=29.94*122/8=538.92kN.m<788kN.m

国产贝雷桁片的允许弯矩788kN.m而在施工现场因钢构的变形

而引起应力的重新分配，因而第3片贝雷桁片实际的受力比计算假设的受力要小的。

所以贝雷梁的受力满足要求。

贝雷梁挠度计算：

假设所有荷载为中间八片贝雷梁承担，以均布荷载

q=240.07/8=30.09kN/m,跨度L=12米的简支梁计算，

43456-8

f=5*qL/（384*EI）=5*30.09*10*12/（384*2.1*10*10*250500*10）

=15.4mmC12/400=30mm

工字钢及钢管柱受力计算

根据箱梁横断面砼的分布和贝雷梁的布置取如下的受力计算模

型（计算最大受力处，即中间立柱，根据对称原理，将大横梁工字钢取一半简化成简支梁，取大横梁左半部计算）：

/L|O

15C

■cL

I1'

{

.4*9门

第一跨工字钢及立柱受力图

R1+R2=R1左+R'2左+R3左+R4左+R5左=R1左=89.48+210.08

+224.55+162.08+213.8S=900kN

217R1+58.5R'5左二（366.5-360）R'4左+（366.5-210）R'3左+（366.5-150）R'2左+366.5R'i左

求得R1=469.86kNR2=430.14kN

大横梁受力计算：

大横梁为两根40b型工字钢如下图焊接：

焊接缝

钢管柱顶大横梁（两根40b工字满焊）图

A=2*94.07cm；lx=2*22781cm4,Wx=2*1139cm3。

根据受力分析得最大弯矩Mmax=133.8KN.M

最大剪力=401.9KN,

剪应力Tmax二Qmax/A=380.38/（2*94.07）=20.22MPa<[t]=85MPa

（T=M/W=130.65X10/（1139X2）=58.7MPa

弯曲容许应力[（T]=145MPa>57.4MPa

所以采用二根40b工字钢能满足要求

钢管立柱的验算:

算法一：

计算最大受力的临时钢管立柱支墩受力

Rmax=R1R1=469.86kN

222

A=n（32.5-31.3）/4=60.13cm,

I=7.651*10-5,E=210GPa,

W=0.0982*（D4-d4）/D=470.972cm3,L=10

Per二n2EI/（^L）2=1585.8kN》Rmax二R1R1=469.86kN

算法二：

按水平面6米设置中间横向连接计算：

假设最大有10em的偏心，偏心受压弯矩：

M=46.986kN.m

i=（3252+3132）1/2/4=112.8035

入二L/i=6000/112.8035=53.19

查表内插得U=0.8101

入e=aLaix/（hiy）=1.8*6000/325=33.23

查表内插得u2=0.893,a=1

（T=N/Aui+M/uW=469.86/（60.13*0.8101）+46.986/（1*0.893*470.972）=208.17MPa<210MPa

钢管立柱满足要求。

以上针对第一联所有最不利情况进行了计算，因此所有跨度满足要求。

考虑到线路第一联有1.15%的纵坡，而第一跨中间支墩为独排支墩，因此第一跨中间支墩设四根风缆沿纵向对称拉紧。

考虑线路有纵坡，所有靠墩柱处支架设抱箍与墩身连接，墩身处贝雷片用方木与墩身抵紧。

3.2.2、二十米梁跨（第二联）

第二联采用钢管柱作为临时支墩，靠墩柱3根钢管柱，中间设临时支墩，两排共6根

一丄：

・心・

•

1丄

20米跨贝雷片及钢管柱分布图

根据梁体断面图，砼荷载可简化如下图布置模式:

q1=10.3*26=267.8KN/mq2=6.13*26=159.38KN/m

其他荷载只计算人员、施工机具行走荷载2.5KN/m2、振捣砼产

生的荷载2.KN/m2、方料及模板荷载1.00KN/mi。

布置如下图：

q=（1.0+2+2.5）*10.5=57.75KN/m

r-i-1-r-i-1-r~i-1-r~i-i-r-1-1-r_i_1-r~i—r~i--\~r_i_i~r-1~i~r~i--\~r-1~i-r_i_~r

3u米梁振动砼荷载人员机械

行走荷载方料及模板荷载分布图

322.1、贝雷梁及两端反力计算

根据对称原理取贝雷梁一半，按简支梁计算贝雷梁及临时支座受力，受力布置简化成下图（贝雷梁按简支计算）：

q仁q1+q+q贝=（267.8+57.75+7.7）=333.25KN/m

q2=q2+q+q贝=（159.38+57.75+7.7）=224.83kN/m

Q+Q=10X224.83+（1.0+0.75）x（333.25-224.83）=2438.3

7.0*Q+224.83*1.5/2=224.83*8.5/2+（333.25-224.83）*

1.75*（8.5-1.75/2）

解方程式得：

Q=1338.3KN,Q中=1107.47KN

取梁受力最不利情况，假设受均布荷载，求最大弯矩和挠度

Q+Q=10X224.83+（1.0+0.75）x（333.25-224.83）=2438.3

7.0*Q+224.83*1.5/2=224.83*8.5/2+（333.25-224.8

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