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1高速公路立交桥现浇箱梁跨越既有铁路施工支架专项方案一、工程简介连接线立交桥共18跨，0＃与互通立交A匝道35＃台共用，双向4车道，桥宽19m，预应力砼连续箱梁，共6联，第一联桥梁分两幅设计，梁高2.2m，箱室内净空1.7m，其余一幅桥设计，梁高1.8m，箱室内净空1.3m。化公路立交桥在第4～5号墩处横跨既有温福铁路（双线），线间距6.5米；地面标高10.00m，主线设计高程21.438m(左副)、21.422m(右副)，铁路垂直净空≥8米，施工中必须不能侵入铁路限界，保证铁路畅通。二、设计依据1、《装配式公路钢桥多用途使用手册》2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025—86）。3、《钢结构设计规范》（GBJ17—88）4、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）。5、《路桥施工计算手册》三、设计说明采用钢管支撑、321贝雷架（1500×3000mm）纵梁、工字钢横梁搭设箱梁现浇施工作业平台；由于铁路净空的限制，如果将贝雷架纵梁搭设在箱梁底部承托，则不能满足垂直净空≥8米的要求，所以本支架采用“吊梁式”施工，将贝雷架纵梁搭设在腹板的旁侧（翼缘板的下面），通过搭设在贝雷梁的下弦杆上面的工字钢传递梁体施工荷载；将按照铁路部门要求，铁路的水平净空为两侧各加半倍的线间距，水平净空为6.5米+3.25米+3.25米=13米，本支架顺桥向搭设跨度15米，满足水平净空要求。2化工路连接线立交桥跨温福铁路施工门型墩方案图φ×钢管φ×钢管Ι40C12×12cm方木@30cm10×12cm方木贝雷片加强贝雷片钢板C20钢筋砼序号12345名称贝雷片贝雷加强弦杆钢管钢管工字钢规格300×150mm321型φ×φ×Ι40C单位片根米米米数量7010034102140备注3在箱梁左右腹板的旁侧（从底板与腹板棱角向外0.5米处）各设置5排加强型贝雷桁架梁，为主要承重结构；在贝雷桁架的下弦杆上面铺设I40c工字钢，长度7米，间距0.75米。在两侧翼缘板的下面各设置2排普通型贝雷桁架，承重翼缘板外侧荷载。在顺桥向设置5片贝雷桁架，跨度15米。各贝雷桁片用型钢或贝雷专用支撑架进行横向连接，以保证贝雷桁片的整体受力和稳定性。贝雷桁架的两端支撑在钢管上，每端墩柱由2根Φ500×8mm钢管和6根Φ350×8mm钢管组成，钢管下端固定在混凝土底座上，在浇筑混凝土底座时预埋螺栓，在钢管底部焊接2cm厚的钢板，通过钢板与预埋螺栓进行栓接；钢管中可灌砂提高稳定能力，在钢管的顶部焊接2cm厚的钢板顶托，其直径大于钢管直径10cm，并用竖向加肋加强，起到钢管均匀受力作用；混凝土基础采用C20钢筋混凝土。具体布置见附图。四、受力检算㈠、荷载（按顺桥向支架的均部荷载）①钢筋砼自重：6.2m3混凝土重/m=6.2m3×26KN/m3=161.2KN/m②模板重量(含支撑方木):0.75KN/m2×(9.5m×1m)×1.5×1.3=13.9KN/m③支架重量：I40c：80kg/m；顺桥向每延米支架上工字钢重量：（80kg/m×7m）/0.75=0.75吨4/m=7.5KN/m贝雷桁架：270kg/片，加强弦杆80kg/根顺桥向每延米支架上贝雷桁架重量：270/3×4+430/3×10=1.8吨/m=18KN/m考虑贝雷桁架、工字钢的连接件的重量，支架荷载按其重量的1.5倍系数考虑计算总支架荷载：(7.5+18)×1.5=38.25KN/m④施工人员、机具荷载：2.0KPa即:2.0KPa×(9.5×1)m2/m=19KN/m⑤振动荷载：2.0KPa即:2.0KPa×(9.5×1)m2/m=19KN/m㈡加强型贝雷梁检算荷载组合:q总=①＋②＋③＋④＋⑤=251.35KN/m根据本支架的受力结构，10片加强型贝雷梁全部箱室和大部分翼缘板的重量，为安全起见，在进行检算时设定全部的荷载由10片加强型贝雷梁承载；考虑贝雷梁荷载分配折减系数￠=0.8。按15米跨度简支梁计算，最大弯距在跨中，最大剪力在支点处。每片贝雷梁的均布荷载：q=q总/10=25.14KN/mMmax=ql2/8=25.14KN/m×(15m)2/8=707.1KN.m＜￠[M]=0.8×1687.5KN.m=1350KN.m抗弯满足要求;Qmax=ql/2=25.14KN/m×15m/2=188.55KN＜￠[Q]=0.8×245.2KN=196.16KN抗剪满足要求;5挠度检算f=（5/384）qL4/（EI）=(5/384)×25.14×15004/（2.1×106×250500）=3.15cm＜L/400=1500/400=3.75cm满足施工要求（其中贝雷架的惯性矩Ix=250500cm4）。㈢I40c工字钢横梁检算顺桥向每延米荷载组合:q总=①＋②＋④＋⑤=213.1KN/mI40c工字钢横梁按间距0.75米布置，每根工字钢承受的荷载为213.1×0.75=160KN，其荷载来自梁底传递，可以看作梁底3.5米范围内均布；将I40c工字钢横梁看作是6米跨度的简支梁，受力分析图如下：按6米跨度简支梁计算，最大弯距在跨中，最大剪力在支点处。每片I40c工字钢横梁在中间梁底3.5米范围内的的均布荷载：q=160/3.5=45.7KN/m。Mmax=170KN.mQmax=80KNI40c工字钢参数：截面抵抗距WX=1192.4cm3[б]=180MPa[τ]=100MPaбmax=Mmax/WX=170KN.m/1192.4cm3=142.6＜[б]=180MPa6τmax=Qmax/h1d=80KN/[(400-2×16.5)mm×14.5mm]=15.1MPa＜[τ]=100MPa抗弯、抗剪均满足要求。㈣非加强型贝雷梁检算取箱梁的单侧翼缘板计算，为安全起见，假定侧翼缘板的2/3荷载由非加强型贝雷梁承重。①钢筋砼自重：0.75m3×2/3混凝土重/m=0.5m3×26KN/m3=13KN/m②模板重量(含支撑方木):0.75KN/m2×(2.5m×1m)×1.5×1.3=3.7KN/m③支架重量：2排非加强型贝雷桁架：270kg/片，顺桥向每延米支架上贝雷桁架重量：270/3×2=0.18吨/m=1.8KN/m考虑贝雷桁架连接件、工字钢的重量，支架荷载按雷桁架重量的2倍系数考虑计算总支架荷载：1.8×2=3.6KN/m④施工人员、机具荷载：2.0KPa即:2.0KPa×(2.5×1)m2/m=5KN/m⑤振动荷载：2.0KPa即:2.0KPa×(2.5×1)m2/m=5KN/m7⑥混凝土倾倒冲击荷载6.0KPa即:6.0KPa×(2.5×1)m2/m=15KN/mq总=①＋②＋③＋④＋⑤+⑥=45.3KN/m考虑贝雷梁荷载分配折减系数￠=0.9。按15米跨度简支梁计算，最大弯距在跨中，最大剪力在支点处。每片贝雷梁的均布荷载：q=q总/2=22.7KN/mMmax=ql2/8=22.7KN/m×(15m)2/8=639KN.m＜￠[M]=0.9×788.2KN.m=709.4KN.m抗弯满足要求;Qmax=ql/2=22.7KN/m×15m/2=170.25KN＜￠[Q]=0.9×245.2KN=220.1KN抗剪满足要求;㈤、钢管立柱检算每端墩柱由2根Φ500×8mm钢管和6根Φ350×8mm钢管组成，钢管采用A3钢；⑴Φ500×8mm钢管稳定性检算Φ500×8mm钢管支撑3排贝雷梁，每排贝雷梁的支反力为196.16KN，钢管理论承重196.16KN×3=589KN；贝雷梁荷载分配折减系数￠=0.8，相应的荷载增加系数为1/0.8=1.25；检算荷载F=589KN×1.25=736KN，钢管高度h=8.5mΦ500×8mm钢管的截面参数：回转半径ix=17.4cm截面面积A=123.65cm2钢管按一端固定，一端自由，长度系数μ=28长细比λ=μh/ix=2×8.5m/0.174m=98查表，根据插入法求得折减系数φ=0.617б=F/A=736KN/123.65cm2=59.5＜φ[б]=0.617×140MPa=86.38MPaΦ500×8mm钢管立柱满足稳定条件。⑵Φ350×8mm钢管稳定性检算单排非加强型贝雷梁下面的Φ350×8mm钢管的荷载为220.1KN；双排加强型贝雷梁下面的Φ350×8mm钢管的荷载为393KN，按F=393KN进行稳定性检算。Φ350×8mm钢管的截面参数：回转半径ix=12.1cm截面面积A=85.954cm2钢管按一端固定，一端自由，长度系数μ=2长细比λ=μh/ix=2×8.5m/0.121m=140查表，折减系数φ=0.349б=F/A=393KN/85.954cm2=45.72＜φ[б]=0.349×140MPa=48.86MPaΦ350×8mm钢管立柱满足稳定条件。㈥混凝土底座检算⑴混凝土应力检算Φ500×8mm钢管承重736KN，钢管内灌砂后自重约32KN，钢管底部钢板底托受力P=736+32=768KN；底托面积S=3.14×0.352=0.38m2C20混凝土轴向抗压[б]=11.0MPa混凝土表面压应力б=P/S=2.1MPa＜[б]9满足要求⑵地基应力检算混凝土底座与地基接触面积：S=3×1.5=4.5m2每个混凝土基础的受力：P=943+（32+15×3）+58.5=1078KNб=P/S=240KPa考虑到混凝土底座不均匀受力，所以地基允许应力不得小于350KPa，施工时应在现场检测，达不到地基允许应力要求时要考虑地基处理或增大混凝土底座尺寸及改变混凝土配筋。