某公路特大桥跨线现浇箱梁支架设计

卢剑桥

摘 要:结合某公路特大桥的成功实践,详细阐述了跨线现浇箱梁支架的设计情况,为跨线桥梁的修建积累了新的设计资料。

关键词:公路现浇箱梁支架设计

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(c)-0115-01

1 工程概况

某公路特大桥上部结构为(32+48+32)m预应力砼现浇箱梁,上跨S328省道,与S328省道中心线相交处里程桩号为K364+714.2,夹角为81°。跨S328省道处在即有道路上搭设双向门洞支架。门洞支架基础为C20砼条形基础,长14m,高0.5m,两端支墩基础宽1.25m,中间支墩基础宽1.5m。

2 门洞支架设计

门洞支架净宽4m,净高5m,两端边墩采用WDJ碗扣式多功能钢支架搭设,支架立杆纵横向间距(0.3×0.3)m,横杆步距0.6m;中墩采用单排φ377钢管,钢管壁厚10mm,横向间距2m/根,见图1。翼板处支架立杆横向间距0.9m,纵向间距0.6m,横杆步距1.2m;底板处支架立杆横向间距0.3m,纵向间距0.6m,横杆步距1.2m。为增大体系稳定,支架外围四周设剪刀撑,内部沿桥梁纵横向每4排立杆搭设一排剪刀撑,剪刀撑与地面夹角45°～60°。满堂支架底托下方木采用15×15cm方木,间距0.6m/道,跨径0.3m,验算截面腹板处砼自重:g1=109.3kN/m2,施工机具及人员荷载:g2=2.5kN/m2,倾倒砼时产生的冲击荷载:g3=6kN/m2,振捣砼时产生的荷载:g4=2.0KN/m2,模板荷载:g5=2.7kN/m2,每平方米荷载G1=1.2g1+1.4(g2+g3+g4)+1.2g5=149.1kN/m2。(如图1)

2.1 满堂支架底托下方木验算

作用在方木上的均布荷载q=149.1×0.6=89.46kN/m。W=bh2/6=562.5cm3,I=bh3/12=4218.75cm4,木材抗弯设计值为9.5MPa,弹性模量E=8.5×103MPa,跨中最大弯矩M=ql2/8=1.01kN·m。横梁弯拉应力σ=M/W=1.8MPa＜[σ]=9.5MPa,挠度f=5ql4/384EI=0.03mm＜l/400=0.75mm。

2.2 I号分配梁受力验算

I号分配梁采用I36a工字钢,自重0.6kN/m。底板荷载由13根工字钢分担,腹板处荷载由4根工字钢进行分担,翼板处荷载由5根工字钢进行分担,利用MIDAS计算软件求得工字钢的最大应力σ=126.9MPa＜[σ]=145MPa,挠度变形f=6.4mm＜[f]=l/400=15mm。

2.3 II号分配梁受力验算

II号分配梁采用2根I22a工字钢,自重q=0.331kN/m,承受I号分配梁传递的集中荷载,跨径0.3m,承受的最大集中荷载P=64.9645kN,工字钢I=3406cm4,E=2.1×105MPa,利用MIDAS计算软件求得工字钢的最大应力σ=9.111MPa＜[σ]=145MPa,挠度f=5ql4/384EI+Pl3/48EI=0.005mm＜[f]=l/400=0.75mm。

2.4 III号分配梁受力验算

III号分配梁采用1根I22a工字钢,自重q=0.331kN/m,承受II号分配梁传递的集中荷载,跨径0.3m,梁承受的最大集中荷载P=65.1kN,利用MIDAS计算软件求得工字钢的最大应力σ=13.08MPa＜[σ]=145MPa,挠度f=0.041mm＜[f]=l/400=0.75mm。

2.5 碗扣支架验算

碗扣支架间距0.3m×0.3m,横杆步距0.6m,支架立杆设计承重40kN/根。III号分配梁传递到立杆的集中荷载P1=35.51kN,支架杆件自重P2=0.416kN,杆件承受的荷载P=36.01kN＜[P]=40kN,立杆长细比λ=l/i=600/15.78=37,由长细比查得轴心受压构件的稳定系数ψ=0.883,立杆截面积A=489mm2,立杆轴向荷载[N]=A×ψ×[σ]=62.6kN>N=36.01kN,支架稳定性满足要求。

2.6 IV号分配梁验算

IV号分配梁采用3根I36a工字钢,自重q=3×0.6=1.8kN/m,承受I号分配梁传递的集中荷载,跨径2m/根。计算得到工字钢最大应力σ=83.2MPa＜[σ]=145MPa,挠度f=0.75mm＜[f]=l/400=5mm。

2.7 钢管验算

采用φ377钢管,壁厚10mm,承受最大轴向力N=1317.1kN,截面面积A=11523.8mm2,抗压设计值140MPa,钢管承受的轴向应力σ=N/A=114.3MPa＜[σ]=140MPa。钢管回转半径i=129.8,每2m用[10槽钢设置横撑,长细比λ=l/i=15,由长细比可查得轴心受压构件的稳定系数ψ=0.9,钢管截面积A=11523.8mm2,立杆轴向荷载[N]=A×ψ×[σ]=1503.9KN>N,支架稳定性满足要求。

3 结语

采用该现浇箱梁支架,顺利安全的完成了该跨线桥梁的施工,表明该支架设计是成功的,可供同类工程设计参考。

参考文献

[1] 林峰.既有铁路线下桥梁改造的支架设计研究[J].铁道勘测与设计,2010(1).

[2] 李雄斌.现浇箱梁满堂支架设计和计算探讨[J].公路与汽运,2011(3).