文档介绍：拱肋安装钢管柱式少支架设计
摘要: 本文介绍了三拱肋钢管拱桥拱肋吊装所采用的钢管柱式少支架设计构思,采用该法施工,可以节约成本,减少所占场地面积,安全快捷,对相似工程有一定的参考价值.
关键词:拱肋;钢管柱;少支架;设计
中图分类号:S605+.2文献标识码: A
一、工程概况:
大西湖特大桥主桥采用五孔中承式钢管混凝土系杆拱,孔跨形式为30m+3×80m+30m,中孔跨径80m,边孔跨径30m。,拱肋为C50微膨胀混凝土,截面型式为哑铃形。主桥中孔较大,边孔较小,拱肋采用三道,有利于道路的横向布置,同时增强了结构的稳定性和抗震性。中孔、次中孔和边孔矢跨比为1/、1/3、1/5,拱轴线型为二次抛物线。
根据施工设计图纸要求,边跨分两段预制安装,中跨和次中跨分三段预制安装,三肋齐头并进,对称拼装,因桥位处不受水文影响,为水上旱地作业,因此主桥拱肋安装施工拟采用支架法施工。
2、支架设计思路:
1、根据设计要求、现有材料以、及施工场地等原因,钢管拱桥拱肋吊装钢管柱式少支架,采用钢管柱刚架结构并于刚架顶附以贝雷支架起横向联系和支承作用。在拱肋对接处设置钢管刚架,为保证同一对接位置处三道拱肋接头刚架的稳定性,在刚架顶部设置了横向三排军用贝雷横梁,,既起承重作用又起到支架的横向联系作用,具体见支架设计图。
3、支架设计模型
:
支架设计平面图
4、设计荷载分析
、拱肋临时支架荷载:
(1)、拱肋:根据拱肋的划分,;。单位长度拱肋重量: n=。
因此,边段拱肋及一字横撑的重量:G1=×+=。
中段拱段及横撑的重量为:G2=×++=。
说明:边段拱肋有一道一字横撑,,中段拱肋有两道一字横撑及一道米字撑,其重量共重21t。
(2)、钢管支架:
①贝雷横梁及其附属构件:对接位置横桥向布设三道贝雷横梁,既起承重作用又起联系作用,中孔中肋验算时,每排贝雷分配到中孔中拱肋支架的重量按6片计:6×3×=;考虑到贝雷支架联系杆件的重量,因此贝雷支架的总重量按10吨计。
(3)、风荷载:对风荷载的计算参照《建筑结构荷载规范》与《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》。
Wk=
其中:ωo为风压值,取ωo= KN/㎡(按10年一遇考虑)
μz为风压高度变化系数,取μz=
μs为风荷载体型系数,依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》,纵桥向按前后双管进行考虑取μs1=;横桥向考虑风对支架和拱肋按双排管考虑取μs2=×2=。由此,
A、纵桥向:
Wk==×××=/㎡,
纵桥向风对刚架的水平荷载:
q1=×= (钢管直径d=)
B、横桥向:
Wk==×××=/㎡,
横桥向风对支架的水平荷载:
q2=×= (钢管直径d=)
横桥向风对拱肋的水平荷载:
q3=×2= ()
(4)拱肋对支架的竖直作用力:拱肋分三段预制安装,先对称安装两边段就位,支承于钢管支架上,然后再合拢中段。因此必须根据安装先后顺序分析拱肋对支架的作用力。边段拱肋架设后,由于拱脚支承处尚未用混凝土封牢,可将其视为铰接。从最不利状态进行考虑,钢管刚架对拱肋的反力可视为竖直向上。因此根据静力平衡条件求得支架对拱肋反力如图:
根据吊装程序,中段拱肋吊装合拢阶段,考虑平衡稳定问题,吊钩不能摘除。中段合拢时,先起重钢绳慢慢下放,在吊钩受力的情况下接头与边段、拱座逐渐顶紧成拱,使拱肋受到轴向力的作用。一般实际情况,支架仅承受拱肋一半的重量,这里从偏安全的角度进行考虑,在边段拱肋吊装过程中,中段拱肋的受力仍按全部重量简支于两临时支架上来进行验算。由于其拱肋在没有对接形成轴向力前,两支点并没有铰接,因此根据实际受力情况,中段吊装时对刚架的水平作用力不予考虑,如图2。
(5)拱肋对支架的水平作用力:边段拱肋架设后,由于拱脚支承处尚未用混凝土封牢,