匝道贝雷片施工方案改3.docx
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匝道贝雷片施工方案改3
无锡市高浪路、新锡路快速化改造工程
CQ4合同段(NK6+623.016—NK8+103.16)
F、H匝道
贝雷片支架方案
中交隧道工程局有限公司
无锡市新锡路工程CQ4标项目经理部
2010年4月13日
目录
一、编制目的1
二、方案简述1
1、F匝道贝雷片支架施工方案1
1)钢管桩设置1
2)钢管桩上工字钢设置3
3)贝雷片受力验算4
2、H匝道桥贝雷片支架方案6
1)钢管桩设置6
2)工字钢上受力检算6
3)贝雷片受力验算6
三、注意事项6
F、H匝道贝雷片支架方案
一、编制目的
F、H匝道为水塘回填区域,承载力不能满足满堂支架要求。
故拟用承台架设贝雷片,跨中增设灌注桩支承,作为浇筑箱梁的模板支架的支承系统,以方便箱梁施工,故编制此方案。
二、此方案成立条件
1、中间两排贝雷片梁长度在一定范围内可以调节,以适应不同的跨度。
2、承台预埋两排工字钢,预埋在承台内工字钢端头焊接一块20cm×20cm的钢板,以减小工字钢对混凝土的压强,作为后备的临时支撑,临时支撑端部强度满足支撑要求。
承台上部预埋钢筋,以固定承台上的工字钢。
三、方案简述
利用跨端两承台架设HD200加强型贝雷片,跨中每10m增设承台桩基础,作为贝雷片的临时支承基础。
上部用六排双层贝雷片,贝雷梁上铺分配梁,分配梁与贝雷片间用箍筋扎紧焊牢,保证水平方向上牢固。
整个贝雷片作为上部支架的支承系统。
各种荷载如下:
箱梁重:
q1=144.3KN/m;
钢模组合系统自重:
q2=17.6KN/m;
脚手架自重:
q3=69KN/m;
人员设备重:
q4=9KN/m;
振捣荷载:
q5=9KN/m;
共计:
q=q1+q2+q3+q4+q5=249KN/m;
四、结构检算
F型匝道桥跨度20m,中间墩贝雷片拟采用连续结构。
承台处反力处于安全考虑,采取中间简支模型计算。
由贝雷片承台处反力为:
P=249×10=2490KN;
由每排贝雷片对承台工字钢的力为:
2490/6/2=208KN,支承腹板处贝雷片支点工字钢在承台上,设在工字钢悬臂处,此处可不做检算。
悬臂处力小于平均力,处于安全考虑,按六排贝雷片分力平均计算。
承台处选用I50a并立两工字钢,放置如图1示。
图1承台处贝雷片布置图
对此作检算,
A、首先对弧线外侧伸出承台的工字钢做检算如下:
1、强度检算
经分析绘制弯矩图如图2所示:
图2承台处弧线外侧贝雷梁弯矩图
最大弯矩出现在承台边上Mmax=297568N·m。
最大应力σ=Mmax/W=297568/1858.9/4=40Mpa<235MPa,强度满足要求。
绘制剪力图如图3所示
图3承台处弧线外侧贝雷梁剪力图
最大剪力Qmax=348644N,在承台边缘。
取工字钢抗剪强度为抗拉强度的0.7倍。
工字钢截面积:
119cm2×2=238cm2
τ=Qmax/2S=7.32MPa〈195×0.7=136.5MPa,抗剪满足要求。
轴力检算:
轴力检算结果如图4所示:
图4承台外侧弧线轴力图
最大轴力出现在支撑工字钢上,大小为N=145535N,最大拉应力为σ=145535/119.25=12.17MPa,轴力满足要求。
2、刚度检算
计算知结构变形如图5所示
图5承台弧线外侧变形示意
经计算最大位移处为工字钢端部大小为0.001m。
故弧线外侧部分检算符合要求。
弧线内侧检算如下:
外侧受力模型可作如下简化,如图6示
图6弧线外侧受力模型
经计算弯矩图如图7示
最大弯矩大小为:
M=930558N·m
最大应力为:
σ=M/W=125MPa,满足要求。
剪力大小如图8所示:
图8剪力图
最大剪力为:
Q=612244N,由弧线外则计算知满足要求。
轴力图如图9示:
图9轴力图
轴力大小为:
N=541471N。
最大拉应力为:
σ=541471/119.25=45.4MPa〈195×0.7=136MPa
挠度计算:
同弧线外侧计算位移方式相同,此处最大位移位于工字钢端头,大小为3mm,满足要求。
1、F匝道贝雷片支架施工方案
考虑到F匝道桥曲线半径较小,故下部贝雷片宽度应加大,每段10m,以便贝雷片线型更好地与桥型一致,减小偏心。
1)钢管桩设置
为减小贝雷片挠度,中间增设一排钢管桩。
设置6排HD200型双层贝雷片,上铺方木,线重1.3×6×2+0.53=16.13KN/m,其它杂物线重8.07KN,贝雷片自重24.2×20=484KN。
箱梁自重2886KN,每跨满堂支架重约2594KN(最大墩高17m,处于保守考虑,此处支架高度统一按24m计算),钢管桩上工字钢此处暂不与考虑,理想状态下钢管桩所需的承载力:
(2887+2594+484)/2=2982.5KN
现采用D700钢管桩,钢管桩所处位置上层为建筑垃圾,下部基本全部为软塑粘土。
P=qsL+qbAb
2982.5KN=3.14×0.7×25000×LL=55m
qs——桩侧阻力标准值,基本为软塑粘土和淤泥质土,为安全考虑,此处取25KPa。
qb—桩限端阻力标准值,此处为粘土,且桩端面积较小,此值不做考虑。
L—桩长m
由以上计算知需D700钢管桩长度为45m,考虑其它未知因素,此处取2倍安全系数,则共需要钢管桩110m,三根钢管桩则每根长度37m,满足要求。
钢管桩端部焊接一片2cm厚钢板,以增大钢管桩与上面的工字钢的接触面积。
钢板下焊接6块角钢支撑,如图1所示。
图1钢管桩端部钢板及角钢加固图
2)钢管桩上工字钢设置
钢管桩钢板上并列焊接两条I50a工字钢,作为承载贝雷片平台。
工字钢和双层贝雷片横断面如图2示,侧面如图3示。
图2工字钢和双层贝雷片横断面图
图3双层贝雷片侧面图
贝雷片共6排,每排对工字钢压力为2982500/6=497083N,即有6个大小为497083N集中力作用在工字钢上,另外工字钢自身线重1872N/m为均布荷载,经模拟近似计算得如图4所示结果:
图4工字钢弯矩图(单位:
N·m)
工字钢所承受的最大应力为:
=183MPa<235MPa满足要求。
工字钢的最大变形量为0.003m,满足要求。
3)贝雷片受力验算
此处采用六排双层贝雷片,因F匝道曲线半径较小,故贝雷片分成两节布置,每节端点均视为绞结。
六排双层HD200加强型贝雷片刚度:
6445766.4cm4;
六排双层HD200加强型贝雷片截面抵抗矩:
91925.2cm3;
六排双层HD200加强型贝雷片容许弯矩:
19237.6KN·m;
六排双层HD200加强型贝雷片容许剪力:
2558400N;
贝雷片上箱梁钢筋砼线重:
q1=2886/20=144.3KN/m;
钢木组合模板自重:
取q2=2.2×8=17.6KN/m;
支架系统自重:
取q3=129.7KN/m;
桁架系统及其它杂物自重:
取q4=24.2KN/m;
Q=q1+q2+q3+q4=316KN/m。
A、计算最大弯矩:
由以上数据,按简支模型计算得:
图5贝雷片弯矩图(单位:
N·m)
最大弯矩M=395000N·m<[M]=19237600N·m,满足要求。
B、计算挠度
△Y=
=0.00303m,满足要求。
C、抗剪计算
由以上数据,可得贝雷梁剪力如图6示。
图6贝雷梁剪力图(单位:
N)
最大剪力Q=1580000N<[Q]=2558400N,满足要求。
由以上知,六排双层贝雷梁在强度和刚度上满足要求。
2、H匝道桥贝雷片支架方案
1)钢管桩设置
H匝道曲线半径110m,每跨30m,每10m加一排钢管桩。
每排钢管桩承受10m长跨段的重量,完全与F匝道相同,此处不做检算。
2)工字钢上受力检算
工字钢受力与匝道相同,此处不做检算。
3)贝雷片受力验算
因F匝道脚手架高度以24m高计算,与H匝道相同。
H匝道贝雷片在结构上单跨受力与F匝道相同,此处不做验算。
三、注意事项
1、两段贝雷片端头均在同一工字钢上,处理发贝雷片在工字钢上的定位问题,避免出现应力集中现象。
2、F匝道曲线半径较小,且贝雷片单段为直线,所以存在桥型与贝雷片形心不一致问题。
下面分析圆曲线半径为56m的F匝道桥10m跨形心,由计算机绘图计算得10m跨形心在跨中向外偏2cm处,偏心较小,可不作考虑。
图710m跨上部结构形心图
因H匝道桥曲线半径大于F匝道桥,故10m跨也可不作考虑。
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