下承式连续梁拱桥主梁现浇支架设计和施工

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1、下承式连续梁拱桥主梁现浇支架设计和施工　　【内容提要】通过对杭长客专跨规划九龙大道立交桥主梁施工钢管支架的设计进行研究分析，确保跨度102m的连续梁拱桥主梁以及拱肋现浇施工的安全及质量控制。【关键词】连续梁拱桥现浇钢管支架设计中图分类号：U448文献标识码：A1.工程概况杭长客专跨规划九龙大道立交桥，全桥孔跨布置：3×32+102m连续梁拱，中心里程：DK569+753.05，桥全长211.13m，主梁：采用C55预应力单箱双室混凝土截面，102m跨中梁高3.6m，支点梁高加大，其它梁高3.05m。拱肋：拱肋净跨102米，矢高为25.5米，矢跨比为1/4，设计拱轴线

2、采用二次抛物线。采C55钢筋混凝土工字型截面，拱高为3.2m。吊杆：全桥吊杆共22对44根，吊杆顺桥向间距7.5m，横桥向间距11.9m。根据现场实际情况考虑3×32m+102m连续拱主梁采用贝雷片钢管支架进行现浇施工。图1混凝土连续梁拱结构图2.设计原则5针对该钢管支架荷载大等特点，保证支架的稳定性是设计的重中之重，遵照“技术可行、经济合理、施工方便”的原则，主要从以下几个方面入手：将钢管支架钢管桩作用与在混凝土基础上，即桩基采用钢筋混凝土桩，每排5根，桩顶设置钢筋混凝土承台使之成为整体；为增加钢管稳定性，钢管桩之间采用连接系连接，连接系采用槽钢[20；为增强钢管

3、支架横向整体稳定能力，横桥向采用五排钢管，与钢筋混凝土桩一一对应。3.支架设计计算3.1支架构造该钢管支架钢管采用φ630mm×8mm，横向间距2.75m,作用在钢筋混凝土承台上，承台下布置5根φ1000mm的钢筋混凝土桩上，横向间距2.75m；钢管上设置砂箱作为卸落装置，砂箱顶铺设横梁，横梁采用双拼工45c工字钢，纵梁采用贝雷梁，贝雷梁上铺设分配梁，分配梁采用工14工字钢，根据贝雷梁的受力情况，分配梁设置在贝雷梁上节点处，分配梁铺设100mm×100mm方木，间距为300mm，最后铺设δ=14mm的竹胶模板。详见图1：图2钢管支架结构纵向、横向布置3.2支架模型的

4、确定钢管支架设计及计算采用Midas5civil软件，对钢管支架结构建立整体有限元模型，进行结构整体静力分析。3.2.1材料特性参数的确定钢管支架所使用的材料主要为普通碳钢Q235、Q345，考虑到施工过程中灌注混凝土的动载及人员机具的影响，对恒载考虑1.2倍，活载考虑1.4倍提高系数。Q235钢材弹性模量E=206×103N/mm2；剪变模量G=79×103N/mm2；线膨胀系数α=12×10-6/℃；质量密度ρ=7850kg/m3，抗拉、抗弯、抗压强度设计值为215Mpa，抗剪125Mpa，端面承压325Mpa。Q345型钢材料特性：弹性模量取E=206×103

5、N/mm2；剪切模量取G=79×103N/mm2；质量密度ρ=7850kg/m3，抗拉、抗压和抗弯强度设计值取310MPa；抗剪强度取180MPa。3.2.2建模方案的确定及模型的建立有限元求解过程中首要的环节是有限元模型方案的确定，建立的模型必须如实的反映出结构的力学特性，符合实际工作状态，突出问题的重点，满足计算精度的要求。支架整体模型是一个较大的空间结构，受力状况复杂，鉴于此，建立支架系统的几何模型时，尽可能保证模型与实际结构一致，在使模型能够反映支架主要结构部位力学特定的严则下，对实际结构做适当简化。钢管支架计算采用midas5Civil8.05有限元分析软

6、件进行，建立支架结构整体模型，钢管桩采用梁单元模拟，根部固结，横梁、纵梁采用梁单元模拟，横纵梁及钢管支架连接采用弹性连接，底模面板采用板单元模拟，对板单元施加设计荷载。由于第一联钢管支架受力较大，取第一联进行整体建模计算，整体建有限元分析模型如下：图2计算模型3.3计算结果分析计算时取两种最不利工况：工况一：主梁施工阶段，对支架受力情况分析计算工况二：主梁施工完毕，拱肋施工阶段对支架受力情况分析计算3.3.1工况一工况一：主梁施工阶段，对支架受力情况分析计算。钢管支架承受荷载为：主梁混凝土荷载、支架结构自重、施工振捣荷载、模板荷载、小型机具荷载、施工风荷载。3.3.

7、1.1荷载计算：梁混凝土荷载：图3主梁混凝土荷载分布支架结构自重：包括支架贝雷梁、花窗等荷载，由软件自动换算模板荷载：2.0KN/m2施工人员、机具设备堆放荷载：2.5KN/m25施工过程中混凝土振捣产生的荷载：水平面模板取2.0N/m2，垂直面模板取4.0N/m2;施工过程中倾倒混凝土产生的荷载：2.0KN/m2施工风荷载：F=70%k0k1k3W0A式中：F----风荷载标准值（KN）k0----设计风速重现期换算系数，取1.0k1----风载阻力系数，取1.3k3----地形、地理条件系数，取1.0W0----基本风压，查表得0.55KN/m2A---迎风