桥梁上部结构施工临时支架工程技术课件.ppt

,桥梁上部结构施工临时支架工程技术,绪论,桥梁施工时一般包括两种结构：永久结构和临时结构。永久结构是桥梁营运期间发挥作用的结构，它包括基础、墩台、上部结构等；临时结构是用来施工安装永久结构，在完成永久结构的建设过程中所必需建造的结构。临时结构具有临时性特征，随着永久结构主体竣工，部分临时结构会失去其功能被拆除。临时结构的功能虽然是暂时性的，但是临时结构设计的好坏不仅关系到桥梁施工的安全与经济，还涉及到成桥时桥梁的状态和受力。,一、桥梁施工临时结构的概念,桥梁施工临时结构绪论,桥梁结构的种类和形式多样，所在的地理位置和自然条件差别较大。桥梁施工中需投入大量的临时结构。归纳起来大致如下：（1）水上基础施工的便桥、船舶、平台、挡水(土)的围堰。（2）桥梁的墩台和梁段混凝土施工用的支架和模板。（3）桥梁上部结构施工用的悬浇挂篮、悬拼吊机。（4）桥梁施工用的起重吊机，门吊、浮吊、缆索。,桥梁施工临时结构绪论,桥梁上部结构的施工方法，20世纪年70代以后随着预应力混凝土的广泛应用，已经得到了迅速发展，并发生了重大的变革。在钢筋混凝土桥梁的时代，可以说主要是现场浇筑的施工方法。由于桥梁类型增加与跨径增大，构件生产的预制化，结构设计方法的进步、机械设备的发展，由此而引起施工方法的进步和发展，形成了多种多样的施工方法。,二、桥梁上部结构施工方法简介,桥梁施工临时结构绪论,桥梁上部结构的施工主要方法：（1）就地浇筑法（2）预制安装法（3）悬臂施工法（4）转体施工法（5）顶推法施工（6）提升与浮运施工（7）横移法施工（8）移动模架逐孔施工法,桥梁施工临时结构绪论,就地浇筑法是在桥位处搭设支架，在支架上浇筑梁体混凝土，达到强度后拆除模板和支架。优点：(1)就地浇筑施工无需预制场地，而且不需要大型起吊和运输设备。(2)梁体的主筋可不中断，桥梁整体性好。(3)施工中不需要体系转换，不会引起恒载、徐变二次矩。,三、就地浇筑法,桥梁施工临时结构绪论,缺点：(1)工期长，施工质量不容易控制；(2)对预应力混凝土梁由于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大；(3)施工中的支架、模板耗用量大，施工费用高(4)搭设支架影响排洪、通航，施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁等。,桥梁施工临时结构绪论,（1）按构造划分：立柱式支架、梁式支架、梁柱式支架。（2）按材料划分：木支架、钢支架、钢木混合支架。,四、现浇法中支架的种类,满堂式支架,梁式支架,梁柱式支架,桥梁施工临时结构绪论,五、临时结构设计依据及原则,5.1、设计依据（1）行业规范，如公路、铁路桥梁设计、施工方面的相关规范及建筑结构设计、施工方面的一些规范。（2）设计手册，建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范、钢筋混凝土结构设计手册、建筑施工计算手册、路桥施工计算手册、桥涵施工手册、实用土木工程手册等。（3）教科书、施工实例。5.2设计原则（1）一般原则：适用、安全、经济。（2）追求的原则：结构简单、受力明确、施工便捷。,桥梁施工临时结构绪论,掌握设计目的,现场调查、踏勘,结构选型,设计概图,检算，细化结构,正式出图、计算单,六、临时结构设计过程,桥梁施工临时结构绪论,6.1、临时结构设计目的,在进行临时结构设计之前，首先必须搞清楚设计它的目的，也就是设计的意图。你得明白究竟要这个临时结构作用是什么，能不能通过设计达到这个目的。如设计膺架，有的人心里说，我设计膺架就为了现浇梁，目的很正确，但是我想再问，你的膺架跨不跨越公路、铁路、航道？有没有净空要求？跨铁路有没有边界限制？如果不考虑这些，那所有的现浇梁膺架岂不相同，完全可以做一个固定模式，也不用再设计了。,桥梁施工临时结构绪论,再比如设计栈桥，目的是为了跨越水上，连接两岸交通，但是让栈桥通什么样的车？运些什么东西？需不需要上下行车道？单行道需不需要设会车台？洪水期间是否考虑正常使用？这些与设计相关的目的如果有一条没考虑到，就会影响整个大桥的施工总体方案，甚至会增加投入，延误工期。,桥梁施工临时结构绪论,根据桥梁设计图，对现场需设临时结构的施工位置进行调查。主要分为以下两类。水上施工大临设施设计需要调查的内容：三到五年的水文资料、河床地质及水流冲刷情况、目前施工位置水深、流速、风浪潮汐情况、通航情况、河道管理方面的规定等。,6.2、现场调查踏勘,桥梁施工临时结构绪论,上部结构施工大临设施设计需要调查现场材料堆放、吊装是否方便，通往施工场地道路能否运输长大构件；如果跨越公路或铁路，要勘查路两侧墩身到公路或铁路限界的距离、调净空要求、交通流量、路肩或路中可否设置临时墩、挂篮施工是否需设防护棚架；对于制梁场需调查场地大小、地下水文地质情况、线路和梁场的相对位置及线路设计形式。,桥梁施工临时结构绪论,结构选型即根据现场踏勘情况及大临结构的适用范围确定临时设施的形式。,6.3、结构选形,桥梁上部结构施工常见大临结构及适用范围,桥梁施工临时结构绪论,通过以上“结构选形”步骤，临时结构大体样式已心中有数，下一步就应该结合桥梁设计图及以往施工经验及实例定出结构的大致尺寸，并确定相应的材料规格、尺寸。,6.4、设计概图,桥梁施工临时结构绪论,根据概图，进行计算，再根据计算，对没考虑到的部位补充设计或没通过计算的部位调整设计。,6.5、计算、细化临时结构,桥梁施工临时结构绪论,最后根据调整后的设计完善整个结构设计图，并按最终设计进行检算，并出相应临时结构设计图及计算文件。,6.6、正式打印临时结构施工图及计算文件,桥梁施工临时结构绪论,临时结构设计必须结合工程实际情况确定施工方案。合理施工方案的确定是保证结构安全施工的前提，必须结合工程的实际情况确定细致、周密、详尽的施工方案。如用采用满堂式碗扣支架现浇梁时，在结构设计正确的前提下，也应对施工方案作详尽的考虑，尤其是施工机具和建筑材料的堆放，这些细微之处也不能忽略，否则会引起施工事故。,桥梁施工临时结构绪论,七、支架设计的重要意义,在进行施工临时结构设计时，必须全面考虑各种因素，进行认真细致的计算分析并注意各种细小部位的设计，同时，也要做出符合工程实际的施工方案，并在施工过程中进行必要的试验和监控，确保结构施工的安全和质量，同时也要确保施工人员的生命安全。,桥梁施工临时结构绪论,桥梁施工临时结构绪论,八、支架工程垮塌事故案例,2011年安徽合肥某工地现浇支架预压时发生贝雷梁侧倾引起支架坍塌。主要是因为贝雷梁间横向联系不足引发“多米诺骨牌”效应。,2011年上海地铁16号线一在建工地脚手架坍塌致2死4伤。事故原因：在盖梁混凝土浇筑时脚手架突然失稳造成支架坍塌,桥梁施工临时结构绪论,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,现浇支架,1.1、碗扣节点构成：由上碗扣、下碗扣、立杆、横杆接头和上碗扣限位销组成。脚手架立杆碗扣节点按0.6m模数设置。,一、碗扣式脚手架基本构成,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,1.2、构、配件种类、规格及用途 碗扣架用钢管规格为483.5mm，钢管壁厚不得小于3.5 0.025mm。碗扣式脚手架主要构、配件种类、规格及用途,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,（1）立杆：支架承受垂直荷载的主要构件，主要规格1.2m、1.8m、2.4m、3m。（2）横杆：支架水平支撑杆件，起横向联系作用，主要规格：0.3m、0.6m、0.9m等（3）可调顶座：安装在立杆顶部支撑梁底模板，并可根据需要调节模板高程。（4）可调托座：安装在立杆底部，防止支架下沉，传递上部荷载分散 至地基。,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,横杆,立杆,可调底托,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,两立杆之间的距离称为立杆间距,两横杆之间的距离称为步距,碗扣式脚手架主要参考设计规范：JGJ166-2008建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范2.1 结构设计计算2.1.1脚手架的结构设计应保证整体结构形成几何不变体系，以“结构计算简图”为依据进行结构计算。脚手架立、横、斜杆组成的节点视为“铰接”。2.2.2脚手架立、横杆构成网格体系几何不变条件应保证(满足)网格的每层有一根斜杆。,二、碗扣式脚手架结构计算简化原则,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,斜杆,斜杆,3.1 脚手架首层立杆应采用不同的长度交错布置，底部横杆（扫地杆）严禁拆除，立杆应配置可调底座。,三、碗扣式脚手架搭设构造要求,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,LG-240,LG-180,LG-240,LG-180,可调底托,底部横杆,3.2脚手架专用斜杆设置应符合下列规定：（1）斜杆应设置在有纵向及廊道横杆的碗扣节点上；（2）脚手架拐角处及端部必须设置竖向通高斜杆；（3）脚手架高度20m时，每隔5跨设置一组竖向通高斜杆；脚手架高度大于20m时，每隔3跨设置一组竖向通高斜杆；斜杆必须对称设置；（4）斜杆临时拆除时，应调整斜杆位置，并严格控制同时拆除的根数。,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,拐角斜杆,端部斜杆,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,3.3 当采用钢管扣件做斜杆时应符合下列规定：（1）斜杆应每步与立杆扣接，扣接点距碗扣节点的距离宜 150mm；当出现不能与立杆扣接的情况时亦可采取与横杆扣接，扣接点应牢固；（2）斜杆宜设置成八字形，斜杆水平倾角宜在45o60o之间，纵向斜杆间距可间隔12跨；（3）脚手架高度超过20m时，斜杆应在内外排对称设置。,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,钢管扣件斜杆设置图,4.1、设计依据（1）行业规范如公路、铁路桥梁设计、施工方面的相关规范及建筑结构设计、施工方面的一些规范。（2）设计手册建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范、钢筋混凝土结构设计手册、建筑施工计算手册、路桥施工计算手册、桥涵施工手册、实用土木工程手册等。（3）教科书、施工实例。4.2、设计原则（1）一般原则：适用、安全、经济（2）追求的原则：结构简单、受力明确、施工便捷,四、碗扣式脚手架设计与计算,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,5.1工程概况：哈大高速铁路某连续梁位于沈阳市沈北新区，施工场地平整，地质情况较好，桥梁上跨一乡村道路车流量较少。为保证施工进度决定采用满堂支架现浇施工，并在桥址附近修建临时道路保证道路畅通。桥梁结构形式为3跨预应力混凝土连续箱梁，计算跨径布置为32m+48m+32m，梁体采用单箱单室、斜腹板、变高度、变截面结构。依据施工进度计划并充分结合现场的实,五、设计计算实例,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,际施工状况，为便于该区段箱梁的施工，保证箱梁施工的质量、进度、安全，采用碗扣支架组织该节段施工。施工顺序：,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,哈大高铁32+48+32米连续梁布置图,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,5.2 支架方案设计：碗扣支架体系由支架基础（地基夯实找平后上铺15cm厚混凝土垫层）、碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调托座、可调底座、1515cm方木做纵、横向分配梁。模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。根据箱梁施工技术要求、截面尺寸、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标，通过计算确定，碗扣架间距采用60cm60cm形式；支架横杆间距为60cm，支架在桥纵向设置剪刀撑；支架两端的纵、横杆系通过垫木牢固支撑在桥墩上,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,；立杆顶部安装可调顶座，立杆底部设置可调底座，底座伸出立杆距离不超过10cm。底座下部放置在5cm厚脚手板以确保地基均衡受力。计算工况：混凝土浇筑时，底模部分、外模翼板部分支架受力及稳定性的检算。,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,5.3 支架方案布置图（以第一现浇段为例）：,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,碗扣支架平面布置图,A-A/B-B剖面,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,5.4支架计算与基础验算5.4.1碗扣支架立杆、横杆承载性能,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,5.4.2 施工荷载取值（1）钢筋混凝土容重q1：q126kN/m3，并取1.05的系数；（2）模板荷载q2：q22kN/m2；（3）施工人员及机械荷载取值q3：q32.0kN/m2（施工中要严格控制其荷载）；（4）混凝土振捣荷载取值q4：q42.5kN/m2；（5）碗扣式脚手架自重荷载q5：q57kN/m2（按支架搭设高度10米计算）；,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,沿顺桥向取1m长度进行荷载计算,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,第一现浇段结构尺寸(单位：cm),5.4.4支架受力计算：（1）断面翼缘板位置（图示部分），最大分布荷载：混凝土自重q1：q1（0.651.026）/(2.151.0)=7.86 kN/m2模板自重q2：q221.0 2.17/（2.151.0）=2.018 kN/m2施工人员及机械荷载q3：q3=2.5 kN/m2混凝土振捣荷载q4：,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,q4=2.0 kN/m2碗扣脚手架荷载q5：q5=7.0 kN/m2合计：q7.862.0182.52.07.021.378 kN/m2碗扣立杆分布60cm60cm，横杆层距60cm，则单根立杆受力为：N0.60.621.378=7.7KNN=40 kN,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,（2）断面腹板位置（图示部分），最大分布荷载：混凝土自重q1：q1（4.71.026）/(31.0)=40.74 kN/m2模板自重q2：q221.0（0.831.672.690.380.580.371.950.220.94）/(31.0)=6.42 kN/m2施工人员及机械荷载q3：q3=2.5 kN/m2混凝土振捣荷载q4：,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,q4=2.0 kN/m2碗扣脚手架荷载q5：q5=7.0 kN/m2合计：q40.746.422.52.07.058.66 kN/m2碗扣立杆分布60cm60cm，横杆层距(即步距)60cm，则单根立杆受力为：N0.60.658.66=21.12KNN=40 kN,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,（3）断面底板位置（图示部分），最大分布荷载混凝土自重q1：q1（3.751.026）/(3.11.0)=31.45 kN/m2模板自重q2：q221.0（0.486.22.7）/(3.11.0)=6.052kN/m2施工人员及机械荷载q3：q3=2.5 kN/m2混凝土振捣荷载q4：q4=2.0 kN/m2,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,碗扣脚手架荷载q5：q5=7.0 kN/m2合计：q31.456.0522.52.07.049 kN/m2碗扣立杆分布60cm60cm，横杆层距(即立杆步距)60cm，.则单根立杆受力为：N0.60.673.21=17.64kNN=40 kN,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,荷载分布图示(单位：cm),5.4.5支架立杆稳定性验算 碗扣式满堂支架是组装构件，一般单根碗扣在承载力允许范围内就不会失稳，为此以轴心受压的单根立杆进行验算公式：NN=A碗扣件采用外径48mm，壁厚3.5mm，A489mm2，A3钢I10.78104mm4 回转半径i=（I/A）1/2=1.58cm,跨中底板位置：步距 h=60cm，长度系数：=1跨中底板处长细比：L/i=60/1.58=37.97=150，取38；,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,此类钢管为b类，轴心受压杆件，查表0.893，=205Mpa立杆稳定许用承载力：N=0.893489205=89519N=89.52kN由前述计算可知，腹板处支架立杆承受的荷载最大，Nmax21.12kN由上可知：腹板处杆件承载力 Nmax N=89.52kN腹板处立杆稳定系数：n=N/N89.52/21.124.22结论：支架立杆的稳定承载力满足稳定要求。,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,5.4.6 支架基础设计 桥墩承台尺寸为12.59.1m，从平面布置图可以看出，部分立杆可以支撑到承台上，此位置不需进行基础设计和验算。但大部分立杆需要支撑到地面，就需要对基础进行处理以满足承载力的要求。一般地基的处理方式为对原地面进行平整并夯实后，浇筑15cm厚C20混凝土。,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,支架基础构造,通过前述计算可知腹板下部的立杆承担的荷载最大Nmax21.12kN，故对此处地基承载力进行检算。一般碎石基础夯实后的承载力可达300400kpa。立杆承受的荷载在底托底部沿45度方向向基础传递，基底的受力面积为450cm450cm。基底承受的荷载：N=N1+N混凝土=21.12+250.450.450.15=21.88kN基底应力=N/A=21.880.2025=108.05kpa 地基承载力满足要求。,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,基础受力简图（mm）,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,满堂式碗扣支架布置,1、上述设计有无不尽合理的地方，若有如何改进？2、若使步距增大至1.2米和1.8m，试计算立杆稳定性与承载力?3、步距的增大对承载力有何影响？,思考与练习,桥梁施工临时结构碗扣式脚手架,桥梁施工临时结构交通战备制式器材,现浇支架,交通战备储备器材系交通部代国家储备的战备物资，包括：战备钢桥及专用工具、索具、浮箱、承压舟、捆绑加固器材，以及用交通战备储备资金建造的一切机具、器材。公路交通战备钢桥主要是指：装配式公路钢桥贝雷梁 铁路桥梁交通战备器材主要包括：六五式铁路军用墩，八三式铁路轻型军用墩、六四式铁路军用梁、八七式铁路应急抢修钢梁等。上述这些器材因其尺寸标准、重量轻、构造简单，便于运输和拼装，且拼装形式多种多样，承载力大，而大量应用于临时施工结构，尤其是桥梁施工中。,交通制式器材简介,桥梁施工临时结构制式器材,1、装配式公路钢桥基本构件名称和特性 装配式公路钢桥由主梁桁架、桥面系、支撑件、桥端构件及架设工具等组成。1.1主梁桁架构件 主梁桁架构件有：桁架、桁架连接销及保险销、加强弦杆、弦杆螺栓、桁架螺栓等6种构件组成。1.1.1桁架 由上、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，上下弦杆的端部有阴阳接头，接头上有桁架连接销孔。,一、装配式公路钢桥贝雷梁,桥梁施工临时结构制式器材,表1-1桁架单元杆件性,桥梁施工临时结构制式器材,桥梁施工临时结构制式器材,1.1.2桁架连接销及保险销 桁架连接销供连接相邻两桁架用，形状如图所示，重3kg，在锥度的一端有一小孔，供插保险销用，在另一端面上有一凹槽，其方向与保险销孔相同，在装销时如看不见销孔，可借导向槽方向以定销孔方向，有助顺利插入保险销。,桥梁施工临时结构制式器材,1.1.3加强弦杆、弦杆螺栓、桁架螺栓 加强弦杆一头为阴头，另一头为阳头。在加强弦杆的中间设有支撑架孔和弦杆螺栓孔。加强弦杆与桁架上、下弦杆的连接见下图。设置加强弦杆的目的，在于提高桁架的抗弯能力，充分发挥桁架腹杆的抗剪作用。,桥梁施工临时结构制式器材,1.2 桥面系桥面系包括横梁、纵梁、桥面板、缘材等。1.2.1横梁,桥梁施工临时结构制式器材,1.2.2纵梁 纵梁分有扣纵梁和无扣纵梁两种。有扣纵梁上焊有扣子，设在桥面两侧，桥面板榫头即安放在扣子之间，其中4个扣子开有通天孔，用于缘材螺栓通过此孔将缘材和桥面板与有扣纵梁连接。无扣纵梁不分正反面，设在桥面中间。,桥梁施工临时结构制式器材,1.2.3支撑架：支撑架用于第一排与第二排桁架的连接。双排单层桥，在每节桁架（或加强弦杆）顶面中央，水平安装1个支撑架。,桥梁施工临时结构制式器材,2、装配式公路钢梁在施工中的运用 装配式公路钢梁构造简单，其每一桁片形式相同，通过销子连接，可拼装成多排、多层形式，适用于不同长度及荷载的临时承重结构。主要用于梁式或梁柱式支架。,桥梁施工临时结构制式器材,3、装配式公路钢梁计算模型简化 装配式公路钢梁桁架系由单元桁架销接而成，单元间完全依靠钢销传力，在建立模型时在销接点处简化为铰接形式。,桥梁施工临时结构制式器材,“六四式铁路军用梁”和“加强型六四式铁路军用梁”都是全焊构架、销接组装、单层或双层多片式、明桥面体系的拆装式上承钢珩梁，主要适用于中等跨度铁路桥梁的桥跨抢修和修复。2.1六四式铁路军用梁的构造及用途 六四式铁路军用梁的主桁包括标准三角（代号）、端构架（代号）、标准弦杆（代号）、端弦杆（代号）、和斜弦杆（代号）和撑杆（代号）等六种基本构件和钢销、撑抨销栓等两种节点联结伴组成,二、六四式铁路军用梁,桥梁施工临时结构制式器材,2.1.1 标准三角 六四式铁路军用梁单层、双层均使用,桥梁施工临时结构制式器材,2.1.2 端构架 六四式铁路军用梁或加强型六四式铁路军用梁单层、双层均使用。主要拼成铁路标准跨度。2.1.3 标准弦杆 六四式铁路军用梁单层用。,桥梁施工临时结构制式器材,2.1.4 端弦杆 六四式铁路军用梁或加强型六四式铁路军用梁单层、使用。2.1.5 斜弦杆 六四式铁路军用梁或加强型六四式铁路军用梁双层均使用。,桥梁施工临时结构制式器材,2.1.6 撑杆 六四式铁路军用梁或加强型六四式铁路军用梁双层均使用。,桥梁施工临时结构制式器材,2.2 军用梁组装2.2.1单层梁和双层梁拼装示意图,桥梁施工临时结构制式器材,端构架,撑杆,斜弦杆,标准三角,端构架,标准三角,端弦杆,标准弦杆,2.2.2 军用梁计算模型简化,桥梁施工临时结构制式器材,刚架计算模型,桁架计算模型,2.2.3主要杆件承载能力,桥梁施工临时结构制式器材,2.3八三墩与六四梁组合桥梁现浇支架设计,桥梁施工临时结构制式器材,支架布置图（单位：cm）,桥梁施工临时结构制式器材,支架剖面图,组拼示意简图,桥梁施工临时结构制式器材,2.3.1 工程概况 本桥位于吉林省延边自治州延吉市境内，桥梁上跨正在施工的东北东部铁路通道工程。桥墩均采用桩、柱式基础，柱径1.6米，桩径2.0米。桥台采用桩基础，桩径1.6米。上部采用40米装配式预应力混凝土简支转连续T梁，连孔长度为340。主梁中心距2.3米，预制梁高2.3米，梁间刚接，横桥向设置端隔板及中隔板。因铁路路堑开挖，桥面距地面最大高度为23米，路基开挖线详见支架布置图。,桥梁施工临时结构制式器材,方案比选：方案1：满堂式碗扣支架施工优点：（1）梁体混凝土浇筑与预应力张拉可一次完成，连续梁整体性好，施工平稳可靠；（2）三孔桥同时施工，避免体系转换，避免起恒载徐变二次矩；,桥梁施工临时结构制式器材,缺点：（1）租赁器材数量大，租赁费用高。（2）地基处理难度较大，费用较高。（3）对铁路施工影响较大，铁路路基施工、护坡工程施工不能间断，且铁路中心线两侧作为施工道路使用车流量较大。方案2：军用梁、军用墩组合梁柱式支架优点：（1）作为制式器材，拼装速度快，承载力大。（2）地基处理范围小。,桥梁施工临时结构制式器材,（3）不影响临时道路通车，对铁路路基、边坡施工影响小。（4）采用先简支后连续的施工方法，可分片进行梁体施工，先进行边梁浇筑，完成后移边梁至梁位，空出台座后进行中梁施工，可减少支架六四梁租赁数量，同时减少制梁模板数量。缺点：（1）在支架安装和拆除过程中需要大型起重设备。（2）器材租赁运距较远。综合比较之后决定采用军用梁、军用墩组合梁柱式支架,桥梁施工临时结构制式器材,2.3.2 设计依据（1）铁路桥涵设计规范；（2）铁路桥涵施工规范；（3）六四式铁路军用梁手册；（4）八三式铁路军用墩手册；（5）东北东部铁路通道白河至和龙段新建铁路工程东通道白和段施工图。,桥梁施工临时结构制式器材,2.3.3设计原则 本工程桥梁模板支架结构由六四式铁路军用梁和八三式铁路轻型专用墩拼组而成，采用梁墩式结构。支墩利用八三式墩组成24断面形式，梁部结构由六四式军用梁组成。考虑到模板支架应具有足够刚性，能满足T梁施工过程中挠度控制的需要，故设计成每孔支架由一孔16m和一孔20m单层梁组成。两边支墩均置于经处理后的基础之上，中间设一临时支墩。军用梁横向布置由6片组成（该布置主要因施工需要和刚度要求），详见支架布置图。,桥梁施工临时结构制式器材,2.3.4计算模型 军用梁按桁架结构模型计算常用于支架设计之初，对结构进行粗略的估计计算，以确定支架方案是否可行；桁架模型计算不够精确，有时误差较大。如按完全钢架结构进行计算，则与结构实际状况不符，由于基本单元间的联结采用销钉连接，即可以认为是铰结，而按钢架结构处理显然是不合适的，尤其对结构位移的计算误差较大。,桥梁施工临时结构制式器材,鉴于按桁架模型和钢架模型存在的诸多问题。考虑其基本单元的全焊特性和全部杆件的作用，及基本单元间的销钉联接方式，采用钢铰混合模型进行结构分析是比较符合结构的实际情况的即基本单元内的联结方式采用刚结，基本单元间的联结方式采用铰结，并考虑全部杆件的作用。该模型充分考虑了结构单元内部与外部联结的结构形式，在力学模型上最为合理。,桥梁施工临时结构制式器材,桥梁施工临时结构制式器材,刚架计算模型,桁架计算模型,刚铰混合计算模型,确立了计算模型，对结构进行计算。现在有许多工程结构计算软件可以使用，将人们从繁重的手工计算中解脱出来，就本例来说采用了MIDAS CIVIL软件进行建模计算得到杆件内力与变形，从时间上大大缩短计算过程，从计算精度上减少了人为的误差，并能直观的反映出杆件内力和结构的变形情况，简化了设计过程。,桥梁施工临时结构制式器材,MIDAS/Civil是个通用的空间有限元分析软件，可适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、飞机场、大坝、港口等结构的分析与设计。MIDAS/Civil计算软件用户界面操作方便，结果察看可通过钝化、消隐等措施直接以云图形式呈现。修改模型参数采用直接拖入形式也很方便。,Midas/Civil 在大临结构检算中的应用简介,桥梁施工临时结构制式器材,Midas civil 计算软件可用于膺架、托架、挂篮、便桥等钢结构的设计，一般用于这些大临结构的整体检算，在设计阶段对于每根杆件或小的结构部位计算常用手算或采用一些小型软件计算，如同济启明星软件，只要知道其是否能满足要求即可。,桥梁施工临时结构制式器材,Midas civil计算软件用户界面操作方便，结果察看可通过钝化、消隐等措施直接以云图形式呈现。修改模型参数采用直接拖入形式也很方便。,桥梁施工临时结构制式器材,查看结构变形：,桥梁施工临时结构制式器材,查看结构内力：,桥梁施工临时结构制式器材,桥梁施工临时结构制式器材,查看杆件应力：,查看支座反力：,桥梁施工临时结构制式器材,2.3.5施工荷载取值(1)钢筋混凝土容重：取 26kN/m3，q1106.22/40=2.6555t/m(2)施工人员及机具：取2.5kpa q22.5kN/m213.2=0.8t/m(3)振捣混凝土产生的荷载：取2.0kpa q32.0kN/m213.2=0.64t/m(4)六四梁自重：单层每片：取0.2t/m（未含联接系钢枕）q40.20t/m,桥梁施工临时结构制式器材,(5)钢枕(16)：20.5kg/m，沿梁横向间距1m、长度3.2m/根布置。q50.1312t/m(6)模板取2t/m q62t/m 合计：Q=(q1+q2+q3+q5+q6)/3+q4=2.3t/m,桥梁施工临时结构制式器材,荷载计算简图：,桥梁施工临时结构制式器材,2.3.6计算结果2.3.6.1内力计算情况：20m军用梁受力内力图：16m军用梁受力内力图：,桥梁施工临时结构制式器材,2.3.6.2内力计算情况：20m军用梁受力变形图,桥梁施工临时结构制式器材,16m军用梁受力变形图,桥梁施工临时结构制式器材,2.3.7结论：由上述计算结果可知：标准三角弦杆最大内力61.4吨，斜腹杆最大内力22.4吨；标准弦杆最大内力64吨，端构架中竖杆最大内力 19.4吨。结构全部杆件内力均小于构件容许承载力，故杆件内力不控制设计。结构最大挠度为4.1cm，跨度20m时的f/L=1/4881/400，跨度16m时的f/L=1/8881/400，均满足施工规范要求。该支架梁的设计安全可靠。2.3.8八三墩受力检算（略）,桥梁施工临时结构制式器材,1、贝雷梁支撑架的作用？2、如图所示情况，贝雷梁为何发生侧倾？如何防止侧倾？,思考与练习,桥梁施工临时结构制式器材,3、六四梁或贝雷梁支架采用连续梁形式，支点位置如何选择？,桥梁施工临时结构制式器材,型钢支架,桥梁施工临时结构型钢组合支架,1、型钢钢管组合支架的构成和用途 型钢钢管组合支架主要是由工字钢或槽钢和大直径钢管组合而成的一种支架形式。工字钢或槽钢做主梁和分配梁承担上部荷载，大直径钢管做墩，是梁式支架的一种。这种支架主要用于地质条件较差（如淤泥地质或水中、地基处理困难、地基处理费用较高）的桥址，以及由于上部荷载较大，下部有通航、通车要求不宜采用满堂支架施工的桥梁，以及满堂支架施工的过车通道等工程中。,一、型钢钢管组合支架,桥梁施工临时结构型钢组合支架,桥梁施工临时结构型钢组合支架,主横梁,主横梁,钢管墩,纵梁或分配梁,1010cm方木,落架措施,横梁支座,桥梁施工临时结构型钢组合支架,转体施工型钢支架,现浇梁式支架,连续梁0#块支架,连续梁0#块支架,1、工字钢：主梁：通常采用40以上型号；分配梁：通常采用1632；2、钢管：主要承重钢管：通常使用80cm 120cm，壁厚不小于8mm；次承重钢管：通常使用40cm 60cm，壁厚不小于6mm；3、槽钢：平联槽钢：1418号槽钢,二、型钢和钢管主要规格,桥梁施工临时结构型钢组合支架,4、角钢：平联角钢：90908以上规格5、钢板：连接钢板及牛腿：15mm20mm 厚钢板,桥梁施工临时结构型钢组合支架,1、所有焊缝要满足GB50205钢结构工程施工质量验收规范的要求；2、钢管墩与承台通过预埋钢筋或精轧螺纹钢的形式连接牢固；3、钢管之间必须通过平联相互联结形成整体；4、若墩身较高，则需要与墩身进行扶墩联结；5、兼作连续梁抗倾覆措施的钢管需要在钢管内部灌注混凝土或细砂以提高承载力和钢管稳定性；,三、构造要求,桥梁施工临时结构型钢组合支架,6、支架搭设完毕后需进行1.2倍的施工荷载预压，以消除塑性变形的影响及支架强度检验。7、做好落架措施，避免模板不能顺利拆除。,桥梁施工临时结构型钢组合支架,4.1宁车沽永定新河特大桥连续梁0#块施工支架4.1.1工程概况 宁车沽永定新河特大桥位于新建铁路天津至秦皇岛铁路客运专线天津段。大桥全长19175.7米，共计629孔，其中包含跨32+48+32m、40+56+40m、40+64+40m、48+80+48m共4座无碴轨道预应力混凝土连续梁桥。其中40+56+40m连续梁桥的起止里程分别DK55+086.70-DK55+224.40，全长137.5m。,四、型钢组合支架设计计算实例,桥梁施工临时结构型钢组合支架,永定新河是永定河、北运河、潮白河和蓟运河洪水的入海通道,由于该段地处退海之地，周围多是沉沙、鱼塘和长满芦苇的沼泽地，特殊的土质和跨河施工为津秦客运专线的建设带来了很大困难。由于桥址所在位置不适于满堂式支架施工，因而采用悬灌浇筑的施工方法进行连续梁施工，但连续梁0#块仍采用支架现浇的形式，因此需要进行0#块施工支架设计。,桥梁施工临时结构型钢组合支架,承台、墩身、梁体尺寸，单位cm,桥梁施工临时结构型钢组合支架,梁体轮廓线,承台轮廓线,4.1.2设计方案比选 因桥址位于河道内，地质情况复杂，连续梁施工采用挂篮施工方案，0#块施工仍采用支架现浇方案。方案1：满堂碗扣式脚手架施工 由于承台面积较大，不需要进行地基处理故可采用满堂式碗扣式脚手架施工，考虑工地距离城市较远且租赁器材数量较大，综合考虑运输距离、运费、租费等原因后否决此施工方案。,桥梁施工临时结构型钢组合支架,方案2：型钢组合支架施工 承台面积较大，可将承重钢管直接作用在承台上，从而避免了地基处理，且型钢组合支架承载力大、构造简单、受力明确，安装、拆卸方便，场内运输便利等优点。0#块施工完成后可充分利用型钢组合支架的钢管作为以后悬臂施工的抗倾覆措施结构，避免二次抗倾覆措施安装。,桥梁施工临时结构型钢组合支架,4.1.3 支架布置（1）立面图,桥梁施工临时结构型钢组合支架,横梁,纵梁（分配梁）,外支撑柱,落模砂箱,（2）纵梁（分配梁）布置,桥梁施工临时结构型钢组合支架,后横梁,后横梁,纵梁（分配梁）,前横梁,前横梁,0#块轮廓线,80cm钢管,承台轮廓线,4.1.4支架受力计算一、设计依据：（1）无砟轨道40+56+40m现浇预应力混凝土连续梁设计图（2）钢结构设计手册（3）TB10002.1-2005铁路桥涵设计基本规范（4）TB10203-2002铁路桥涵施工规范（5）CECS 28-2012 钢管混凝土结构设计与施工规范,桥梁施工临时结构型钢组合支架,二、荷载区域划分及荷载取值（1）钢筋混凝土容重：q砼26kN/m3，并取1.05的系数（2）模板荷载q2：q220kN/m（3）施工人员及机械荷载q3：q3=2.0kN/m2（施工中要严格控制其荷载量）。（4）混凝土振捣荷载q4：q42.5kN/m2,桥梁施工临时结构型钢组合支架,桥梁施工临时结构型钢组合支架,桥横向荷载分段区域图,三、纵梁受力检算（1）断面翼缘板位置（图示部分），最大分布荷载：混凝土自重q1：q1（1.13.5261.05）/3.5=30kN/m 模板自重q2：q210 kN/m 施工人员及机械荷载q3：q3=2.5 kN/m22.46kN/m 混凝土振捣荷载q4：q4=2.0 kN/m22.44.8kN/m,桥梁施工临时结构型钢组合支架,工字钢自重q5：q50.5 kN/m 合计：q301064.80.551.3kN/m 纵梁检算：此部分荷载由2根I16工字钢承担，则每根I16承担荷载25.65 kN/m,桥梁施工临时结构型钢组合支架,桥梁施工临时结构型钢组合支架,区域纵梁计算简图、弯矩图、剪力图（cm）,前横梁支点,后横梁支点,墩顶支点,16号工字钢截面特性可查表得到，Wx140106cm3 腹板面积：A8.4104m2 纵梁弯矩：Mmax=5.8kNm M/W5.8kNm/140106m3 41.43Mpa160Mpa支反力 N后横梁43kN N前横梁27.5kN max24.6kN 24.6kN/8.4104m2 29.3Mpa=80Mpa,桥梁施工临时结构型钢组合支架,（2）断面腹板位置（图示部分），最大分布荷载：混凝土自重q1：q1（5.573.5261.05）/3.5=152kN/m 模板自重q2：q230kN/m 施工人员及机械荷载q3：q3=2.5 kN/m22.055.125 kN/m 混凝土振捣荷载q4：q4=2.0 kN/m22.054.1 kN/m,桥梁施工临时结构型钢组合支架,工字钢自重q5：q50.5 kN/m 合计：q152305.1254.10.5192kN/m 纵梁检算：此部分荷载由由6根I16工字钢承担，则每根I16承担荷载32 kN/m,桥梁施工临时结构型钢组合支架,区域纵梁计算简图、弯矩图、剪力图（cm）,桥梁施工临时结构型钢组合支架,纵梁弯矩：Mmax=7.2KNm M/W7.2kNm/140106cm3 51.43Mpa160Mpa 支反力：N后横梁53.5KN N前横梁34.2KN max 30.6KN 30.6kN/8.4104m2 36.43Mpa80Mpa,桥梁施工临时结构型钢组合支架,（3）断面底板位置（图示部分），最大分布荷载 混凝土自重q1：q1（4.073.5261.05）/3.5=111kN/m 模板自重：q225 kN/m 施工人员及机械荷载：q32.5 KN/m23.17.75kN/m 混凝土振捣荷载：q4=2.0 KN/m23.16.2 kN/m 工字钢自重：q50.5 kN/m,桥梁施工临时结构型钢组合支架,合计：q111257.756.20.5150.45kN/m2 纵梁检算：由5根I16工字钢承担 则每根I16承担荷载30kN/m,桥梁施工临时结构型钢组合支架,区域纵梁计算简图、弯矩图、剪力图（cm）,桥梁施工临时结构型钢组合支架,纵梁弯矩：Mmax6.7kNm M/W6.7kNm/140106m3 47.86Mpa160Mpa 支反力：N后横梁50.2kN N前横梁32.1kN max 28.7KN 28.7kN/8.4104m234.