200-修独柱墩盖梁托架体系设计方案ok修改

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1、独柱墩盖梁托架体系设计与计算1摘要：阐述双层抱箍托架法施工独柱墩盖梁的工作原理，并结合工程实例，介绍托架体系各部位杆件的设计过程及设计方案比选。关键词：托架；独柱墩；设计中图分类号：U448.217;U311.3文献标识码：121引言当收搞日期：2007-6-作者简介：前高速公路桥梁下部结构多采用桩柱式结构，即桥梁的下部基础为两根或多根桩基础，墩身为圆柱或方柱墩，桩间系梁联结（或不设系梁），墩顶盖梁联结。盖梁通常情况下有搭设满堂支架和无支架两种施工方法。搭设支架法适合于地基条件较好且墩身不高的陆地上施工，当支架基础为软基处理困难或位于水中时宜采用无支架施工方法，无支架施工有墩

2、顶预留孔穿钢棒法和抱箍法等。六武高速公路三湾特大桥D型墩设计为独柱型桥墩，根据地形特点，经分析比选，利用三角形的稳定特性和抱箍施工原理，选定了双层抱箍托架法施工盖梁。现将设计方案简述如下。2工程概述六武高速公路三湾特大桥，位于六武高速公路路基工程05标境内，全长1660.8m，基础为桩基础，下部结构分为独柱式桥墩、门柱式桥墩、矩型薄壁墩三种形式，上部结构为先简支后连续30m预应力预制箱梁，其中D型独柱墩共计33个，该型号墩柱直径φ＝2.4m，墩柱高度18.0～36.0m，全部位于三湾河床内，单幅盖梁高2.5m，宽2.6m,长11.3m，盖梁内横向布置了三层预应力束。由于整座桥

3、处于高山河谷中，造成施工场地狭小，施工难度加大。3双层抱箍托架体系工作原理与结构构造3.1工作原理盖梁底模落在由上、下两层抱箍提供支撑反力的两榀型钢托架上，该两榀托架安装架设在墩柱前后两侧，通过托架主横梁之间的联系横梁（兼作模板分配梁）组成作业平台、模板支架。3.2结构构造3.2.1托架构造托架由型钢杆件拼装而成，主要由上下层抱箍、横梁及三角型桁架组成，具体结构详见图1所示。3.2.2盖梁模板盖梁模板采用厂制定型钢模板，模板拼装采取侧模及端模座落于底模上的形式，螺栓连接。底模下设三角桁架，座落于分配梁上，三角桁架支腿采用硬质三角楔木支垫，便于拆模卸落。底模下部的三角桁架与面板

4、及背筋加工成整体，便于拆装；盖梁两端内嵌张拉槽口用箱形预留，与端模钢板做成一体；盖梁斜底部张拉槽口用木模预留，固定在钢筋骨架中。全桥D型盖梁共33个，其中绝大部分墩柱盖梁为2％横坡，因此盖梁模板全部按照2％横坡加工。施工个别不同横坡盖梁时，将盖梁模板整体旋转达到设计横坡。盖梁模板拼装使其单块面积满足业主、监理有关规定，面板所使用的钢板厚度：侧模及端模5mm；底模6mm。盖梁模板背筋及底模下部的三角桁架全部由槽钢、角钢加工制作，保证模板具有足够的强度、刚度。4主要构件设计计算4.1托架设计及验算4.1.1荷载集度的确定砼自重荷载取27kN/m3，靠近墩柱处盖梁荷载最大，计算此处

5、荷载集度：砼自重：q1=2.6×2.5×27=175.5kN/m，4图1D型墩盖梁托架结构立面图钢模板重量:q2=9.1kN/m，(根据模板设计资料)底模三角桁架：q3=2kN/m，(根据模板设计资料)分配梁及工字钢横梁自重：q4=5kN/m，人群及机具堆放荷载，按2.5KN/m2计：q5=2.5×4=10KN/m，q6=2×2.6=5.2KN/m，振捣砼产生荷载，按2.0KN/m2计：靠近墩柱处荷载集度合计：q总＝q1＋q2＋q3＋q4＋q5＋q6＝206.8KN/m。q=64.3KN/m2.56m图2分配梁力学简图两片型钢托架共同承受荷载，每片型钢托架承担1/2荷载，验算

6、1排托架，考虑偏压及砼冲击力等偶然荷载取1.2倍安全系数。则，荷载集度：q=q总*1.2/2=124.1KN/m。其他部位荷载集度计算同上，因盖梁为不规则结构，荷载分布见图3。4.1.2力学模型建立托架横梁工字钢支撑在上层抱箍牛腿上，抱箍环抱在墩柱上，认为是铰支座；斜杆与横梁销接，为铰接；两个斜杆底部焊在一起，与底层抱箍用销连接，也为铰接。受力体系为超静定结构，力学模型如图3所示：图3盖梁托架力学模型图（荷载单位KN/m）1.62124.12.882.41.622.88124.167.987.487.467.915.845.8045.80因斜杆支撑横梁，斜杆与横梁组成的三角体

7、系有较大刚度，不宜变形，将斜杆支撑横梁处简化为一单铰支座，将力学模型简化如图4：4.1.3横梁检算按照简化力学模型图,托架体系结构为一次超静定结构，绘制托架弯矩图及剪力图如图5、图6所示，横梁跨中为弯矩和剪力最大处，检算此处正应力和切应力：σmax=M/W=167.24*1000/1500=111.5MPa＜[σ]＝215Mpa。41.62124.12.882.41.622.88124.167.987.487.467.915.8ABCDE图4盖梁托架力学模型简化图（荷载单位KN/m）图5弯矩图（KNm）