双曲拱坝坝顶联系梁兼交通桥专项施工方案

尹德翼/重庆市涪陵区御泉河水务有限责任公司

双曲拱坝坝顶联系梁兼交通桥专项施工方案

尹德翼/重庆市涪陵区御泉河水务有限责任公司

交通桥施工时段在各个溢流孔闸墩浇筑至顶部设计高程后进行，在浇筑闸墩混凝土前，埋设钢板埋件及工字钢，为悬空型钢支撑系统施工做好准备。在悬空型钢支撑系统施工完成后，随即施工交通桥模板、钢筋及混凝土浇筑。

双曲拱坝；联系梁；交通桥；流程

1.工程概况

矩形梁尺寸为2m×2.5m×7m（宽×高×长），单孔悬空部分梁重量为87.5t；板梁尺寸为4.5m×1.2m×7m（宽×高×长），单孔悬空部分梁重量为94.5t。

2.主要施工方法

设计图纸中的联系梁兼交通桥主要作用为连接左右岸非溢流坝段使大坝整体受力良好，设计断面尺寸较大，矩形梁及板梁重量分别为87.5t及94.5t（只计算7m净跨部分重量，闸墩部分重量未计入），对应底部溢流堰已经形成的台阶EL932.7m～EL936.7m，如果采用脚手架承重系统，高度为15m～21m，加上底部为宽尾墩和铰支座牛腿，承重脚手架搭设受底部实际地形限制，难以系统生根，所以坝顶交通桥混凝土浇筑承重系统设计为悬空型钢支撑系统，混凝土不分仓一次浇筑成型。

3.悬空支撑系统设计

在型钢支撑施工前，首先将操作脚手架搭设至安装高程，同时按照加工图纸和现场实际量测尺寸将I30#c工字钢钢支撑斜撑加工部件加工好。

I30#c工字钢斜撑采用塔吊吊装、辅以人工就位。矩形梁底部设置四根主梁，I40#c工字钢主梁净间距0.48m，每根主梁分别在两侧距离闸墩2.5m的位置设置45°角的I30#c工字钢斜撑，I40#c工字钢顶部高程控制为EL951.38m，斜撑底部工字钢埋件顶部高程控制为EL948.48m。

具体详见《钢支撑剖面示意图》

3.1 组合荷载分析

在支撑系统中承受的荷载包括垂直、水平荷载两类。该连系梁有两种结构形式，其支撑系统设计采用相同方法，因此在进行荷载分析和结构验算取最不利矩形梁单跨进行验算。具体如下：

3.1.1 支撑及附属件自重。

根据施工图纸可知，支撑系统（矩形梁）自重荷载主要为钢结构自重，其单根自重荷载为：q自=（9*80.16+2*3.54*57.5）*9.8=11.06KN

3.1.2 混凝土荷载。

混凝土自重荷载q砼=2.5*2*7*2500*9.8=857.5KN，根据设计图可知，每跨矩形梁底部有4根Ⅰ40c工字钢，所以单根承受的竖向剪力为：857.5/4=214.38KN

3.1.3 模板荷载。

模板工程采用竹胶板，其自重荷载可忽略不计。

3.1.4 施工器具施工人员荷载。

可以忽略不计

3.1.5 震动荷载。

可忽略不计

单根主梁总荷载值为：q总=225.44KN。

3.2 主梁验算

3.2.1 主梁构件参数。

计算截面处的内力设计值:

梁上剪力最大值: Vmax= 225.44kN

3.2.2 强度验算。

构件截面的最大厚度为 16.50mm, 根据表3.4.1-1, f = 205.00N/mm2, fv= 120.00N/mm2

根据GB/T 700-1988及GB/T 1591-1994, fy=225.00N/mm2

1）抗弯强度

根据公式4.1.1,

抗弯强度满足

2）抗剪强度

根据公式4.1.2,

抗剪强度满足

3）折算应力

根据公式4.1.4-1,

折算应力满足

其中,

3.2.3 整体稳定。

跨度中点有侧向支承点（不论荷载作用点在截面高度上得位置）

查表 B.2, 并插值计算, 得轧制普通工字钢简支梁的?为0.650> 0.6, 根据 (B.1-2)式 , 得

根据公式4.2.3,

整体稳定满足

3.3 斜撑梁结构验算

根据设计图纸可知，斜撑梁两端连接处均采用满焊形式。同时，每根主梁均延伸到闸墩混凝土1m，即可理解为主梁有四个固结点，但是斜撑与闸墩成45°角，所以作用于斜撑的竖向压力为：1.414*225.44/4=79.69KN，安全系数为2，即斜撑竖向压力为：159.38KN。由于在进行轴心受压计算时，软件无I30c工字钢，计算时采用I28b工字钢对该斜撑进行验算

3.3.1 构件参数。

两主轴平面内约束信息:

荷载参数: N = 159.00kN

受力状态: 轴心受压

3.3.2 强度验算.

构件截面的最大厚度为 13.70mm, 根据GB50017-2003表3.4.1-1, f = 215.00N/mm2

根据GB/T 700-1988及GB/T 1591-1994, fy=235.00N/mm2

根据公式5.1.1-1,

强度满足

3.3.3 整体稳定。

按5.1.2-2进行计算

双轴对称截面

根据GB50017-2003表5.1.2-1, 对于x轴, 属于 a类截面, 查附录C, 得稳定系数为0.988, 对于y轴, 属于 b类截面, 查附录C,得稳定系数为0.735,= 0.735

两个主轴方向的最大长细比为72.54,不大于设定的长细比150.00

根据规范公式5.1.2-1,

整体稳定满足

3.3.4 局部稳定。

翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比:

式中, λ-------两主轴方向长细比的较大值; 当λ < 30 时，取λ = 30; 当λ > 100 时，取λ= 100.根据规范5.4.1-1, 翼缘稳定满足 腹板净高h0与其厚度tw之比:

式中,λ-------两主轴方向长细比的较大值; 当λ < 30 时，取λ = 30; 当λ> 100 时，取λ = 100.

根据规范5.4.2-1, 腹板稳定满足

4.施工工艺流程

施工准备→测量放线→埋件埋设→脚手架搭设→闸墩浇筑至坝顶→悬空型钢支撑施工→底模铺设→钢筋制安→侧模安装、加固→仓号验收→混凝土浇筑→养护、待强→侧模、钢支撑、底模及脚手架系统拆除→二期封拱混凝土浇筑→溢0+1.257m～溢0+2m段闸墩一期混凝土浇筑→溢流堰堰面混凝土浇筑。