上跨铁路连续梁门洞支架施工技术

1、上跨铁路连续梁门洞支架施工技术1、工程概况现浇预应力混凝土连续梁上跨铁路线，连续梁与湘桂铁路斜交角度7356,56，对应铁 路中心里程为K3+578m，连续梁跨径为22m+2*34m+22m，截面为单箱4室。跨铁路跨桥梁下 部结构采用单柱式桥墩，钻孔桩基础。2、门洞支架设计方案及受力计算2. 1支架设计方案为确保桥梁施工安全和铁路运营安全，现浇箱梁混凝土时、跨湘桂铁路线部分支架采用 六五式桥墩立柱及工字钢构件搭设门型支架、门洞顶部再搭设满堂支架整体浇筑梁部混凝 土。门洞顺湘桂铁路方向搭设，门洞底梁底部距轨面6.0m、净宽按每侧不小于3m搭设，以 满足铁路技规建限要求为准。门型支架由条形基础、预

2、埋件、六五式桥墩立柱、工字钢立柱 顶连接梁、工字钢纵梁等组成。六五式桥墩立柱支立在条形基础上，立柱间间距为4m，与 基础上的预埋连接螺杆固定。工字钢连接横梁（三拼I40b工字钢）架设于立柱上，再在横 梁上铺设工字钢纵梁（I45工字钢，间距为0.5m），纵梁顶部铺设两层密目网及一层竹胶板， 上面搭设满堂式碗口支架。本段门型支架搭设长度为84m。现浇梁底模铺设好后根据相邻铁 路线路外梁段支架预压变形数值调整后进行现浇梁施工。条形基础施工利用行车间隙时间作 业，钢立柱及工字钢纵横梁在天窗点或要点时间范围完成。2、2受力验算2.2.1、门洞宽度验算本工程主线跨连续箱梁及匝道跨连续梁跨湘桂铁路区域，铁路

3、线路位于曲线段，根据铁 路技术管理规程（铁道部令第29号）相关规定，需对曲线加宽段进行验算。根据现场铁路标志牌明示：曲线半径R=600m,外轨超高值h=55mm；计算高度（计算点自轨面算起的高度）H=3000mm；曲线内侧加宽值40500+RHh=150040500+60030001500 x 65 = 197.5mm曲线外侧加宽值（mm）44000 44000 =73.3mmR 600根据铁路建筑界限规定本工程门洞半幅宽度不得少于2440+197.5=2637.5mm3000mm, 符合要求。2.2.2、支架体系力学验算根据以往施工经验，箱梁底模竹胶板、横向方木均能满足施工要求，本例仅对工字

4、钢主 梁的跨中、支点以及钢管立柱进行强度、刚度、稳定性验算。梁体数据见下表：跨铁路段梁部主要材料数量表项目左幅27287右幅34-35梁高（m）与湘桂铁路交角混凝土 C50 （m3）819中隔梁高2.1m，跨中梁高 1.6m73056 561、11级钢筋（t）160从上表中可看出主线左右幅中隔梁与跨中梁高不是等截面梁高，中隔梁体自重最大，跨 中自重小，本方案针对现场实际情况进行特殊设计，本方案跨铁路门洞支架结构受力验算分 别对中隔梁、跨中梁自重荷载不同且门洞支架设计不同分别进行验算、纵梁跨径中隔梁 L=6m、跨中L=10m验算。（1）、荷载分析及组合1）、荷载分析、中隔梁段加厚腹板处砼单位重：

5、以左幅28 #墩（右幅34#墩）中隔梁重量最大断 面计算荷载。中隔梁跨中底板厚度为0.9m，顶板厚度为0.4m。中隔梁宽度2m，底板厚度变 化段1m。荷载计算如下：中隔梁段加厚腹重：q = 2.31m2 x 1 x 26十 1.15 = 52.23kN/m2、跨中梁段腹板处砼单位重：跨中截面梁高为1.6m，道路中心线为1.84m,中隔梁跨中底板厚度为0.25m，跨中底板厚度为0.25m(如下图)。跨中梁段腹板重：q2 = 1.194m2 X 1x 26 十 0.95 = 32.678kN/m2、中隔梁段箱室处砼单位重：%=(04 + 0-95)xlx26 = 35.kN/m2、跨中梁段箱室处砼

6、单位重：q = (0-25 + 0.25)xlx26 = 13kN/m24、模板、方木自重：q5 = 2.5印/ m2、施工人员和运输工具重量：q = L5kN/m26、倾倒砼的冲击荷载：q7 = 2.0kN/m2、振捣砼的竖向荷载：q = 2.0kN/m28、中隔梁荷载组合、中隔梁腹板处荷载组合：q = 1.2 x (q + q ) +1.4 x (q + q + q ) = 1.2 x (52.23 + 2.5) +1.4 x (1.5 + 2 + 2)15678=73.276kN / m 2、中隔梁箱室处荷载组合：q = 1.2 x (q + q ) +1.4 x (q + q + q

7、) = 1.2 x (35.1 + 2.5) +1.4 x (1.5 + 2 + 2)35678=51.82kN / m 2、中隔梁腹板处工字钢荷载(纵梁间距0.32m)q = 73.276kN/m2 x 0.32 = 23.45kN/m、中隔梁箱室处工字钢荷载(纵梁间距0.32m)q = 51.82kN/m2 x 0.32 = 16.58kN/m根据中隔梁处箱梁荷载组合分析，取中隔梁段腹板处工字钢进行力学验算结构受力。0中隔梁=23.45kN / m、跨中梁段荷载组合、跨中梁腹板处荷载组合：q = 1.2 x (q + q ) +1.4 x (q + q + q ) = 1.2 x (32.

8、678 + 2.5) +1.4 x (1.5 + 2 + 2)25678=49.914kN / m 2、跨中梁箱室处荷载组合：q = 1.2x (q + q ) +1.4x (q + q + q ) = 1.2x (13.0 + 2.5) +1.4x (1.5 + 2 + 2)45678=26.3kN / m 2、跨中梁腹板处工字钢荷载(纵梁间距0.5m)q = 49.914kN /m2 x 0.5 = 24.957kN/ m、跨中梁箱室处工字钢荷载(纵梁间距0.5m)q = 26.3kN/m2 x 0.5 = 13.15kN/m根据跨中梁箱梁荷载组合分析，取腹板处工字钢进行力学验算结构受力。

9、q 跨中=24.957kN / m（2）、材料情况1 ）、I40b工字钢：单位重量为 73.84kg/m，截面积A = 94.07cm2，截面惯性矩I = 22781cm4，截面抵抗矩W = 1139cm3，半截面面积矩S = 671.2cm3，腰板厚度 t = 12.5mm ； Q = 73.84kg / m = 0.7384kN/m。w12） 、I45b工字钢：单位重量为 87.45kg/m，截面积A = 111.4cm2，截面惯性矩I = 33759cm4，截面抵抗矩W = 1500.4cm3，半截面面积矩S = 887.1cm3，腰板厚度 XXXt = 13.5mm ； Q2 = 87

10、.45kg / m = 0.8745kN/ m。3）、工字钢容许弯曲应力t w= 145MPa，容许剪应力L = 85MPa。（3）、跨中设计纵梁I45b工字钢验算1）、纵梁I45b工字钢检算参数、纵梁I45b工字钢按简支架计算，计算荷载取腹板处工字钢荷载+I45b工字钢自重：q = 24.957kN / m + 0.8745kN / m = 25.83kN / m。、纵梁计算跨径取L=7.5m进行验算。2）、纵梁I45b工字钢抗弯强度验算、I45b工字钢跨中最大弯矩力计算M = 1 q 12 = - x 25.83 x 7.52 = 181.62kN - m 8跨中 8、抗弯曲应力强度按容许

11、应力计算b = M = Mmax = 181.62x 106 = 121.05MPa la= 145MPaW W1500.4 x 103I45b工字钢纵梁抗弯强度满足要求。3）、纵梁I45b工字钢抗剪应力验算、支座反力计算（最大剪力）V = 1 ql = 1 x 25.83 x 7.5 = 96.863kN22、抗剪强度按容许应力计算t=性=96幽3 x 103 x 887x 103 = 1&854MPa t = 85MpaI t33759 x 104 x 13.5抗剪强度满足要求。4）、纵梁I45b工字钢挠度验算匕 5q -145 x 25.83 x 75004f = 14.94mm384E

12、I 384 x 211 x 103 x 33759 x 104l 7500=18.75mm400400挠度满足要求。（4）、三拼I40b工字钢横梁验算 1）、三拼I40b工字钢横梁检算参数、中隔梁腹板处工字钢荷载+I40b工字钢自重：q = 24.163kN/ m ；跨中梁段腹板处 工字钢荷载+I40b工字钢自重：q = 25X3kN / m ；、中隔梁腹板4m跨横梁承担12组纵梁荷载，按腹板处工字钢荷载q = 26.363kN / m计算，每侧4m横梁荷载为：q = 24.163 x 12 x 6.5 + 2 = 942.36kN，则每米横梁荷载为：q = 942.36 + 4 = 235.

13、59kN/m。跨中梁腹板4m跨横梁承担8组纵梁荷载，按腹板处工字钢荷载q = 25.83kN /m计算，每侧4m横梁荷载为：q = 25.83x8x7 + 2 = 723.24kN，则每米横梁荷载为： q = 723.24 + 4 = 180.81kN / m。按最重荷载计算，本方案以中隔梁腹板处工字钢荷载验算下部结构受力，则验算荷载值取：q = 235.59kN / m、三拼 I40b 工字钢自重：q = 73.84.66kg / m x 3 = 221.52kg /m = 2.2152kN /m、每米三拼I40b钢横梁荷载验算取：q = 235.59 + 2.215 = 237.805kN

14、 /m、横梁计算跨径L=4m2）、三拼横梁I40b工字钢抗弯强度验算、I40b工字钢跨中最大弯矩力计算M = 1 q l2 = 1 x 237.805 x 42 = 475.61kN - m88、抗弯曲应力强度按容许应力计算475.61 X106 = 139.189MPa b= 145 MPa3 x 1139 x 103三拼I40b工字钢横梁抗弯强度满足要求，三片I40b工字钢每隔1m上下在拼接处满焊2m,三片I40b工字钢焊接成整体受力，焊接缝要求符合钢结构焊接规范。3）、三拼I40b工字钢横梁抗剪应力验算、支座反力计算（最大剪力）V = 1 ql = - x 237.805 x 4 = 4

15、75.61kN22、抗剪强度按容许应力计算VST = 尤1人475.61 x 103 x 671.2 x 103口 (=37.368MPa k=85Mpa3 x 22781 x 104 x 12.5抗剪强度满足要求。4）、三拼I40b工字钢横梁挠度验算5 x 237.805 x 40004f = 5q 14 =384EI 384 x 211 x 103 x 3 x 22781 x 104=5.54mm=迎=10mm400400挠度满足要求。3、支架施工3.1支架基础支架基础采用宽0.8m、高0.6m的C20钢筋混凝土的条形基础。条形基础面以最高点轨面 标高为控制点低于轨面0.4m，条形基础顶面

16、控制在同一水平面。条形基础顶部需预埋六五式 桥墩立柱连接钢板及连接螺栓，连接螺栓位置与六五式桥墩立柱分段钢板预留孔位置一致。 用全站仪精确定位钢板位置并校正水平后，将钢板底锚筋与条形基础内钢筋焊接固定，浇注 条形基础。3.2六五式桥墩立柱安装六五式桥墩立柱采用人工配合25t汽车吊进行安装（六五式桥墩C1构件为标准3m长每节， 每根立柱为2节标准节段C1构件，在吊装前先采用螺杆、螺帽紧固连接）。钢立柱精确就位 后，采用螺帽紧固，螺杆、螺帽紧固稳固后方可松开吊钩。随着立柱的逐根安装，及时焊接 立柱间剪刀型连接16槽钢。3.3六五式桥墩立柱顶3I40工字钢横梁吊装柱顶设工字钢横梁，横梁采用三片I40

17、b工字钢拼焊成组合工字钢梁，三拼I40b工字钢 梁每隔1m拼接处上下焊接成整体，焊缝长度2m，采用25t吊车吊装至立柱顶。钢横梁与钢立桩采用二个曜2 “U”形抱箍连接，“U”形抱箍安装时在钢柱顶封端钢板 开孔穿入“，形抱箍，再采用螺栓紧固。3.4 I45工字钢纵梁吊装纵梁吊装前，在3I40a工字钢横梁顶标记出每片I45工字钢的准确位置，I45工字钢吊 装采用25吨汽车吊吊装人工配合。每片纵梁就位后两侧采用短钢筋头焊接在3I40工字钢横 梁上，确保工字钢稳固不侧翻，在点焊完后方可松开吊钩。纵梁上满铺两层密目网及一层 20mm竹胶木模板，竹胶木模板上顺铁路方向（与横梁平行）放再铺设一层10X10c

18、m方木及 20mm厚梁底模板，梁底模板的标高调整采用方木三角楔块在二层方木间相互垫平，方木三 角楔块要楔紧并用铁钉钉稳，方木三角楔块设置作用为一是调整梁标高，二是以利于梁施工 完成后拆除梁底模板。现浇梁底模铺设好后应进行支架预压，取得弹性变形、非弹性变形数值，支架根据变形 数值调整后进行现浇梁施工。3.5门洞支架拆除及铁路路基恢复箱梁混凝土强度满足设计要求后，并在铁路相关部门的配合下才可进行门洞支架的拆 除，方法如下：先将门洞支架立杆底端的木楔取出，然后拆除方木立杆、承重方木和模板。 方木、模板应在门洞支架上少量集中堆放，分批用吊车吊出。最后用吊车拆除六五式桥墩立 柱。门洞拆除完毕后，应将所有材料和建筑垃圾清理出公路路面，路面清扫干净，建筑垃圾 应按监理指定的地方进行集中堆放，并按要求处理。门洞拆除是施工难度最大，因空间受限且上部桥梁结构已完成，该段门洞位于铁路路 堑在无法使用吊装拆除设备。门洞支架是架空施工方案的难点，为克服拆除无法使用吊装机械我部根据以往施工经验，折除时采取横移拖拉方法拆除架空纵梁。1、工字钢纵梁的拆除根据该段防护架空长度及施工环境等特殊性设计4台拖拉小车，拖拉小车采用钢板、 型钢、滑轮组及轴承作成，设计手葫芦小型吊装提升设备