工字钢贝雷梁组合门洞施工总结.docx

1、工字钢贝雷梁组合门洞施工总结工字钢、贝雷梁组合门洞施工总结第1章 应用工程实例1.1 工程概况1.1.1 桥梁主要结构1、马东路立交桥上部结构：采用4跨钢箱叠合梁桥，跨径为27+42.4+40.3+28.3m，全长138m，桥梁中线位于半径为72米的圆曲线上。2、钢箱梁共分为12段，需搭设11个临时支架，其中临时支架3、4、5位于马东路现况主路上，交通管理部门要求不能占用机动车道，需采取贝雷架及型钢架空，辅路上搭设碗扣支墩；临时支架2位于西侧辅路非机动车道上，为保证行人和非机动车通行，且保证净空不小于3.0米要求，需采用56#工字钢架空，碗扣支墩；其余支架均采取碗扣支架。图1马东路立交临时支架

2、示意图1.1.2 现场情况现况马家堡东路主路宽15m，两侧辅路宽6m，两侧步道宽3.5m。在与新建马东路立交桥相交处主辅路高差约为1.2m。临时支架主要位于步道及东侧辅路范围内。1.2 施工计划本工程临时支架于2010年3月28日起进行搭设，于2010年5月30日拆除完毕。1.3 应用效果1.3.1 本工程门洞施工完毕后对自重产生挠度及临时支墩高程进行观测，均符合设计要求。当钢箱梁吊装完毕、拴接完毕、钢筋绑扎完毕、浇筑桥面板砼及预应力施工完毕后均对临时支墩及贝雷梁、工字钢进行测量，各项数值均小于计算数值。1.3.2 由于搭设大跨径门洞对现况交通影响较小，所以交管局批复钢箱梁吊装日期比较及时，没

3、有出现窝工现象。1.3.3 搭设大跨径门洞较少了安全隐患，本工程施工过程中未发生安全事故，且提高了施工进度。1.4 施工中应注意的问题1.4.1 贝雷梁安装及工字钢焊接后要进行检查，防止安装过程中出现安全事故。1.4.2 临时支架基础施工按设计要求，如遇地质情况与设计不符应及时上报，避免施工过程中临时支墩沉降超过设计值影响钢箱梁吊装。第2章 概述2.1 采用贝雷梁代替工字钢搭设门洞，一方面充分利用了高强材料，保证了工程质量；另一方面，降低了施工难度。2.2 工字钢在搭设小跨径或承载力要求较小门洞时相对比较方便快捷，但在搭设大跨径门洞时由于自身承载力原因不能满足设计要求。2.3 采用碗扣支墩上搭

4、设贝雷梁支架作为预制构件安装平台时解决了城市占路、地基处理困难等施工作业的难题。2.4 通过碗扣支架、工字钢和贝雷梁三种材料的有效组合，充分发挥了材料的各自性能。第3章 适用范围适用于城市中铁路、公路大跨径现浇及预制桥梁施工，尤其在施工现场交通复杂，且现况交通不能中断的情况下，具有广泛的适用性。第4章 依据标准和规范4.1 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）；4.2 装配式公路钢桥多用途使用手册（人民交通出版社2001.1）；4.3 贝雷架使用手册（内部资料）；4.4 桥梁施工常用数据手册（人民交通出版社2005.9）；4.5 路桥施工计算手册（人民交通出版社200

5、1.5）；4.6 公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；第5章 施工准备5.1 人员组织安排技术人员 4人；施工人员 3人；测量人员 4人；电焊工 6人；贝雷梁拼装工人 10人；壮工 10人。5.2 材料准备 本工程所用材料：其中碗扣支架、工字钢、贝雷梁为外租；方木、钢板等材料为自有。材料进场前必须由质检员检查，合格后方可进场使用，如遇材料不能满足施工要求应及时退场不得使用。5.3 机具准备 本工程在贝雷梁及工字钢拼装、安装就位均需吊车配合。主要施工机械如下：8吨吊车一台、25吨吊车一台、80吨吊车2台、平板运输车4辆5.4 技术准备5.4.1 组织技术人员及现场管理人员学习施工规范

6、、工艺标准、临时支架施工方案以及业主、监理下发的有关文件。熟悉、了解工程的施工特点，掌握各工序的施工工艺和技术标准，同时组织专业技术工种进行培训教育，为工程施工顺利进行创造条件。5.4.2 临时支架搭设前必须经项目部测量人员对临时支架的位置进行放线，保证临时支架位置与钢箱梁分段位置相吻合。5.4.3 临时支架采用成熟的碗扣钢管支架搭设，并保证搭设临时支架人员的操作精度满足施工安全要求。5.4.4 做好安全技术交底，各部位、各工序在施工前由项目经理部专业工程师结合工程特点和现场情况编制有针对性的安全技术交底书，进行详细的安全技术交底。5.5 施工现场准备5.5.1 保证道路畅通，便于施工物资的进

7、出及内部循环；5.5.2 尽可能方便施工，确保工期计划中关键线路施工任务的完成；5.5.3 符合文明施工、环境保护的要求。5.5.4 合理进行施工区域化分，保证施工工艺连续进行、衔接紧凑，各施工项目相互配合，合理进行。第6章 施工工艺6.1 施工工艺流程图6.2 操作方法6.2.1 地基处理为避免箱梁在浇筑砼时或砼养生时地基沉降过大，造成箱梁实际高程与设计高程不符，特别是贝雷架支墩出现不均匀下沉时，使支架受力不均导致局部杆件受力过大，造成事故，必须对贝雷架支墩下地基进行严格处理，具体处理方法如下：1、下挖0.4米并进行地表压实（若支架位于步道上，先拆除步道砖；若发现存在其他非适宜材料，挖出不适

8、宜材料），检测压实度须达到93%以上，然后采用天然砂石进行回填并分层碾压，压实度达到96%以上，以保证回填质量。此外，如果支架位于承台周边，承台周边基坑的回填、压实应予高度重视，选用优良填料回填，压实度不小于96%，避免不均匀沉降。2、地基处理后，进行承载力测试，要求承载力必须大于200KPa，否则，约请业主、监理、设计人员等有关人员到现场确认，提出处理方案，并做好现场记录，直至测试地基承载力大于200KPa。6.2.2 地基基础施工地基处理完成后，按照支墩基础坐标及尺寸支模板，现浇厚度0.4m的C25钢筋混凝土。混凝土表面要平整，保证排架稳定，基础四周设排水沟。6.2.3 支墩拼装1、测定各

9、排立杆位置，铺两徘1010cm方木并搭设立杆底座于方木上，测定其标高，计算立杆长度。2、根据排架设计方案，安装立杆可调底座，然后将立杆插在其上。3、要求排架组装由中间向两边推进，第一层立杆拼装校正后，固定纵横水平杆，再逐层上升。4、碗扣式支架的底层拼装最为关键，其拼装的质量直接影响到支架的整体稳定性，因此要严格控制搭设质量。当拼装完两层横杆后，首先用经纬仪检查立杆垂直度和纵向直线度，其次用水平尺检查横杆的水平度。同时逐个检查每根立杆底座是否离地松动，如有不平或松动应旋紧可调底座。当底层支架符合搭设要求后，检查所有碗扣接头，用铁锤敲击，牢固锁紧。再接长立杆，立杆插好后，使上部立杆底端同下部立杆顶

10、端对齐，插入立杆限位销并锁定。5、为保证支架为静定结构、增强支架的整体稳定性，顺桥向和横桥向每隔23排沿全高设置双剪刀撑，剪刀撑与地面夹角为4560度，剪刀撑必须用扣件与碗扣支架立杆、横杆相交处连接。底层框架必须在内外立杆底部设置扫地杆。最后按作业要求设置防护栏及连接、加固杆件。整架拼装完后检查所有连接扣件是否扣紧，松动的用扳手拧紧。6.2.4 贝雷架及工字钢的拼装架设1、贝雷架采取地面拼装，待碗扣支墩搭设完毕后，吊车吊装就位，贝雷架单片长度为3.0米，高1.5米，使用长度为3.0米的整数倍。贝雷梁采用散片运输进场，现场拼装。拼装时以榀为单位拼装，每三排双层为一榀。单榀拼装完毕后于梁场暂存。拼

11、装工艺：单榀拼装时先并排三片贝雷片用竖向支撑架连接，形成单节三排单层立体结构。然后将拟安装贝雷片抬起，放在已安装好的首节贝雷架立体结构后面，两人在前段抬起，使下弦杆孔对中并安装下弦螺栓。再将贝雷片后段抬起，安装上弦螺栓。三片贝雷片均安装好后安装竖向支撑架，完成两节三排单层立体结构，并以此方式拼装成多节单层立体结构。当单层拼装出一定距离后进行上层贝雷片安装，上层贝雷片安装时要先将贝雷片放于下层对应贝雷片上，然后沿下层贝雷片向前推入前一节桁架。以此类推完成三排双层整榀的拼装。贝雷片拼装时采用20吨汽车吊两台配合作业。吊装就位后各榀间用水平支撑进行横向连接，以增大整体稳定性。2、工字钢待碗扣支墩搭设

12、完毕后，吊车吊装就位，当工字钢长度不够，需要焊接时，须保证焊缝质量，并在焊缝处包围焊接等厚钢板，保证其强度和稳定性，焊缝不能设在跨中，两根工字钢焊缝位置应错开。6.3 主要注意事项6.3.1 支架使用规定1、严禁上架人员在架面上奔跑、退行。2、严禁在架上戏闹或坐在栏杆上等不安全处休息；3、严禁攀援支架上下，发现异常情况时，架上人员应立即撤离；4、支架上垃圾应及时清除，以减轻自重。6.3.2 支架拆除规定1、拆除顺序：护栏脚手板剪刀撑小横杆大横杆立杆件；2、拆除前应先拆除支架上杂物及地面障碍物；3、拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；4、拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运

13、走，避免误扶、误靠；5、拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。第7章 力学验算7.1 贝雷架单元结构桁架单元结构图桁架单元轮廓图7.2 贝雷架架空、碗扣支墩临时支架受力分析及计算临时支架3、4采取贝雷架架空，碗扣支墩形式，其受力体系可简化为简支梁结构，受钢箱梁传递的集中荷载F及贝雷架自重g均布荷载的作用，支座反力由碗扣支墩承担，计算跨径为L18.0m，集中力距离两支座距离为a、b，受力体系如图3所示。图3贝雷架架空、碗扣支墩受力体系示意图 查阅材料手册及贝雷架相关租赁单位资料，贝雷梁桁架容许内力见表2所示。表2贝雷梁桁架容许内力表 1、临时支架3受力分析及计算临时支架3设计荷载为F2

14、000KN，设置4个支撑点，贝雷架支撑点所受集中力为F1F/4500KN，贝雷架自重g5KN/m。1）南侧第一排采用加强型三排单层贝雷架，a=7.5m，b=10.5m，根据建筑施工计算手册计算得： Mmax=F1ab/L+qL2/8=2390KN.m，Vmax=Fa=qL/2+F1b/L=337KN；Fb= qL/2+F1a/L=253KN。查表2得出，加强型三排单层贝雷架M=4809.4KN.m，Vmax=698.9KN，符合要求。饶度验算：三排单层贝雷架W23097.4cm3，I1732303.2cm4，根据建筑施工计算手册，取集中力F500KN均位于跨中最不利位置时进行饶度验算。2.15

15、cmL/400=4.5cm，满足要求。2）南侧第二排采用2组不加强型三排单层贝雷架，a=6.1m，b=11.9m，根据建筑施工计算手册计算得：Mmax= F1ab/L+qL2/8 =2219KN.m，Vmax= Fa=qL/2+F1b/L =376KN ;Fb= qL/2+F1a/L=214KN。查表2得出，不加强型三排单层贝雷架，M=2246.4KN.m，Vmax=698.9KN，符合要求。饶度验算：三排单层贝雷架W10735.6cm3，I751491.6cm4，根据建筑施工计算手册，取集中力F500KN均位于跨中最不利位置时进行饶度验算。2.25cmL/400=4.5cm，满足要求。 3）

16、南侧第三排采用不加强型三排单层贝雷架，a=2.6m，b=15.4m，根据建筑施工计算手册计算得：Mmax= F1ab/L+qL2/8 =1314.7KN.m，Vmax= Fa=qL/2+F1b/L=473KN ;Fb= qL/2+F1a/L=117KN。查表2得出，不加强型三排单层贝雷架，M=2246.4KN.m，Vmax=698.9KN，符合要求。4）南侧第四排采用不加强型三排单层贝雷架，a=3.8m，b=14.2m，根据建筑施工计算手册计算得：Mmax= F1ab/L+qL2/8 =1701.4KN.m，Vmax= Fa=qL/2+F1b/L=439KN ;Fb= qL/2+F1a/L=1

17、51KN。查表2得出，不加强型三排单层贝雷架，M=2246.4KN.m，Vmax=698.9KN，符合要求。饶度验算：三排单层贝雷架W10735.6cm3，I751491.6cm4，根据建筑施工计算手册，取集中力F500KN作用点位置时进行饶度验算。2.90cmL/400=4.5cm，满足要求。5）临时支墩验算见碗扣式支架受力计算。 2、临时支架4受力分析及计算临时支架4设计荷载为F1000KN，设置4个支撑点，每个支撑点所受集中力为F1F/4250KN，贝雷架自重g5KN/m。1）南侧第一排采用不加强型三排单层贝雷架，a=11.9m，b=6.1m，根据建筑施工计算手册计算得： Mmax=F1

18、ab/L+qL2/8=1210.7KN.m，Vmax=Fb=qL/2+F1a/L=210KN；Fb= qL/2+F1b/L=130KN。查表2得出，不加强型三排单层贝雷架，M=2246.4KN.m，Vmax=698.9KN，符合要求。2）南侧第二、三、四排采用三排单层56a#工字钢架空，工字钢截面如图6所示，取最不利位置，a=8.8m，b=9.2m，根据建筑施工计算手册计算得：MFab/L+（qLa/2-qaa/2)=1326.8KN.mVa= Fb/L+qL/2173KN, Vb= Fa/L+qL/2167KN。 强度验算：，满足要求。 刚度验算：4.2cmL/400=4.5cm，满足要求。

19、 3）临时支墩验算见碗扣式支架受力分析及计算。 3、工字钢架空、临时支架受力分析及计算1）临时支架2工字钢架空受力分析及计算临时支架2设计荷载为F1800KN，采取两根并排56a#工字钢架空，碗扣支墩形式，其受力体系可简化为简支梁结构，设置4个支撑点，支架受每个支撑点集中荷载F450KN及工字钢自重g均布荷载的作用，支座反力由碗扣支墩承担，计算跨径为L5.5m，集中力距离两支座距离为a、b，受力体系如图4所示。图4工字钢架空、碗扣支墩受力体系示意图56a#工字钢基本计算参数如下：梁高h56cm，翼板宽b=16.6cm，工字钢每根自重为g106.2kg/m，I65585.6cm4，Wx2342.

20、31cm3。支撑点最不利位置时：a=3.6,b=1.9，根据建筑施工计算手册计算得：MFab/L=4503.61.9/5.5=560KN.m(忽略工字钢自重)Va= Fb/L300KN, Vb= Fa/L150KN。强度验算：，满足要求。刚度验算：0.54cmL/400=1.38cm，满足要求。临时支墩验算见碗扣式支架受力分析及计算。 2）临时支架5工字钢架空受力分析及计算 临时支架5设计荷载为F1000KN，由于采取军备梁架空无法满足净空大于4.2m要求，采取三排单层56a#工字钢架空，工字钢上下各铺设2cm厚钢板，保证其整体性，增强稳定性（截面如图5所示）。其受力体系可简化为简支梁结构，受

21、钢箱梁传递的集中荷载F1000KN/4250KN，及工字钢自重g5.0KN/m均布荷载的作用，支座反力由碗扣支墩承担，计算跨径为L18.0m，集中力距离两支座距离为a、b，受力体系如图6所示。图5工字钢截面示意图图6工字钢架空、碗扣支墩受力体系示意图56a#工字钢基本计算参数如下：梁高h56cm，翼板宽b=16.6cm，工字钢每根自重为g106.2kg/m，I65585.6cm4。2cm厚钢板基本计算参数如下:高h2cm，宽b=70cm，钢板每延米自重为g221kg/m，I46.7cm4，A140cm2。根据移轴公式，计算得：I432330.2cm4，Wx14411.0cm3钢梁荷载距离两支墩

22、距离为a=13.2,b=4.8，受力最不利，计算得：MFab/L+（qLa/2-qaa/2)=1038.4KN.mVa= Fb/L+qL/2112KN, Vb= Fa/L+qL/2228KN。强度验算：，满足要求。刚度验算：3.1cmL/400=4.5cm，满足要求。 临时支墩验算见碗扣式支架受力分析及计算。 4、碗扣支架、支墩受力分析及计算 碗扣支架材料采用直径为48mm，壁厚为3.5mm的WDJ专用杆件，其基本参数如下：外径D48mm，内径d41mm，钢材抗压强度设计值f180Mpa，长度计算系数1.6。求得：截面面积，截面回转半径。立杆长度为1.2m，计算长度L01.2m，计算长细比为：

23、，由长细比查表3得，则立杆稳定承载力为：。表3轴心受压杆件折减系数（Q235钢）1）临时支架体系简介碗扣支架横向、纵向间距均为0.6m，连接立杆杆件纵向间距为0.9m，其中临时支架8、9设计荷载为F1000KN，在钢梁连接处每侧横桥向11排，顺桥向3排；临时支架6设计荷载为2000KN，在钢梁连接处南侧横桥向8排，顺桥向6排，北侧横桥向9排，顺桥向5排；临时支架7、10设计荷载为2000KN，在钢梁连接处每侧横桥向13排，顺桥向4排；临时支架11设计荷载为F1800KN，在钢梁连接处每侧横桥向13排，顺桥向4排。则临时支架立杆每排每延米受力分别为：临时支架8、9：P1000/（66）27.8K

24、N/m；临时支架6南侧：P2000/（23.66）46.3KN/m；北侧：P2000/（24.84）52.0KN/m；临时支架7、10：P2000/（86）41.7KN/m；临时支架11：P1800/（87.2）31.3KN/m；2）临时支架受力分析与验算临时支架6、7、8、9、10、11钢箱梁底板下支架立杆按照60cm布置，在立杆顶托上横向布置1010cm方木， 临时支架顶托横梁（1010cm）方木验算顶托处横桥向布置1010cm方木主梁，其受力体系简化为三等跨连续梁受力，取计算跨径为0.6m，均布荷载取最大值q52 KN/m，受力体系如图7所示：方木采用东北红松木，根据材料手册，取基本参数

25、如下：抗弯强度 = 40Mpa ，径面顺纹抗剪强度 = 4Mpa，E = 0.1105 Mpa=101010/6=166.7cm3；= 10101010/12833.3cm4 。图7方木主梁受力体系示意图图8弯矩示意图图9剪力示意图图10位移示意图由图8得：Mmax0.08qL20.0852.00.60.61.5KN.m，由梁正应力计算公式得：= Mmax/W =1.5/(166.7)=9.0Mpa = 40Mpa,强度满足要求；由图9得：Vmax=0.6qL=0.652.00.6=18.72KN,由矩形梁弯曲剪应力计算公式得： = 3Vmax/2A = 318.72/ (20.10.1)=

26、2.81Mpa = 4Mpa,强度满足要求；由图10得：fmax0.677qL4/100EI=0.67752.0/(1000.14218.8=0.56mmf = L/400=1.5mm,刚度满足要求。临时支架立杆强度验算临时支架立杆的横向、纵向间距均为0.6m，由横桥向方木集中传至杆顶。临时支架所受最大荷载为：Nmax=1.1Vmax =1.118.72=20.6kN，N39.3KN，NNmax，抗压强度满足要求。另由压杆弹性变形计算公式得：（按最大高度4.5m计算）L=NL/EA=20.64.5/(2.04.89)=0.95mm，压缩变形不大，符合要求。3）临时支墩体系简介临时支架2碗扣支墩

27、位于梁底处采取横向7排，纵向5排受力立杆，立杆间距为0.3m；工字钢下支墩受力最大为300KN，采取横向4排，纵向5排受力立杆，立杆间距为0.3m；临时支架3碗扣支墩最大受力为2124KN，采取横向5排，纵向20排受力立杆，间距为0.3m；临时支架4碗扣支墩最大受力为1366KN，采取横向4排，纵向17排受力立杆，连接杆件间距为0.3m；临时支架5碗扣支墩位于梁底处采取横向4排，纵向3排受力立杆，碗扣支墩最大受力为756KN，采取横向4排，纵向14排受力立杆。临时支架2梁底支墩：P450/（51.8）50KN/m；工字钢支墩：P300/（50.9）66.7KN/m；临时支架3碗扣支墩：P212

28、4/（65.7）62.1KN/m；临时支架4碗扣支墩：P1366/（64.8）47.4KN/m；临时支架5梁底支墩：P220/（40.6）91.6KN/m；工字钢支墩：P756/（43.9）48.5KN/m；4）临时支墩受力分析与验算临时支墩2、3、4、5临时支架立杆按照30cm布置，在立杆顶托上横桥向布置2根并排10#工字钢作为主梁。临时支墩顶托横梁验算顶托处布置2根并排10#工字钢作为主梁，其受力体系简化为三等跨连续梁受力，取最大荷载为q91.6KN/m，计算跨径为0.3m。10#工字钢基本参数为：A14.3cm2，I245cm4，W=49cm3。由图8得：Mmax0.08qL20.089

29、1.60.30.30.66KN.m，由梁正应力计算公式得：=Mmax/W =0.66/(249) =6.74Mpa=180Mpa,强度满足要求；由图9得：Vmax=0.6qL=0.691.60.3=16.5KN,由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：=3Vmax/2A=316.5/(220.00143)=8.7Mpa= 108Mpa,强度满足要求；由图10得：fmax0.677qL4/100EI=0.67791.6/(1002.02452=0.00001mmf = L/400=0.75mm,刚度满足要求。临时支墩立杆强度验算临时支墩立杆的横向、纵向间距均为0.3m，由横桥向工字钢集中传至杆顶。临时支架

30、所受最大荷载为：Nmax=1.1Vmax =1.116.518.15kN/m2 ， N39.3KN，NN，抗压强度满足要求。另由压杆弹性变形计算公式得：（按最大高度5.5m计算）L=NL/EA=18.155.5/(2.04.89)=0.94mm，压缩变形不大，符合要求。 第8章 结束语工字钢、贝雷梁组合门洞施工工艺通过碗口支架、工字钢和贝雷梁三种材料的有效组合，充分发挥了材料的各自性能。在桥梁施工过程中，充分利用了高强材料，保证了工程质量，降低了施工难度，采用碗扣支墩上搭设贝雷梁支架作为预制构件安装平台时解决了城市占路、地基处理困难等施工作业的难题。在城市中铁路、公路大跨径现浇及预制桥梁施工，尤其在施工现场交通复杂，且现况交通不能中断的情况下，具有广泛的适用性。北京南站外部路网工程马东路