匝道贝雷片施工方案改3.docx

无锡市高浪路、新锡路快速化改造工程
CQ4合同段（NK6+623.016—NK8+103.16）

F、H匝道
贝雷片支架方案

中交隧道工程局有限公司
无锡市新锡路工程CQ4标项目经理部
2010年4月13日

目录
一、编制目的 1
二、方案简述 1
1、F匝道贝雷片支架施工方案 1
1）钢管桩设置 1
2）钢管桩上工字钢设置 3
3）贝雷片受力验算 4
2、H匝道桥贝雷片支架方案 6
1）钢管桩设置 6
2）工字钢上受力检算 6
3）贝雷片受力验算 6
三、注意事项 6

F、H匝道贝雷片支架方案
一、编制目的
F、H匝道为水塘回填区域，承载力不能满足满堂支架要求。故拟用承台架设贝雷片，跨中增设灌注桩支承，作为浇筑箱梁的模板支架的支承系统，以方便箱梁施工，故编制此方案。
二、此方案成立条件
1、中间两排贝雷片梁长度在一定范围内可以调节，以适应不同的跨度。
2、承台预埋两排工字钢，预埋在承台内工字钢端头焊接一块20cm×20cm的钢板，以减小工字钢对混凝土的压强，作为后备的临时支撑，临时支撑端部强度满足支撑要求。承台上部预埋钢筋，以固定承台上的工字钢。
三、方案简述
利用跨端两承台架设HD200加强型贝雷片，跨中每10m增设承台桩基础，作为贝雷片的临时支承基础。上部用六排双层贝雷片，贝雷梁上铺分配梁，分配梁与贝雷片间用箍筋扎紧焊牢，保证水平方向上牢固。整个贝雷片作为上部支架的支承系统。
各种荷载如下：
箱梁重:q1=144.3KN/m;
钢模组合系统自重: q2=17.6KN/m；
脚手架自重：q3=69KN/m；
人员设备重：q4=9KN/m；
振捣荷载：q5=9KN/m；
共计:q=q1+q2 +q3 +q4+q5=249KN/m;
四、结构检算
F型匝道桥跨度20m，中间墩贝雷片拟采用连续结构。承台处反力处于安全考虑，采取中间简支模型计算。
由贝雷片承台处反力为：P=249×10=2490KN；
由每排贝雷片对承台工字钢的力为：2490/6/2=208KN，支承腹板处贝雷片支点工字钢在承台上，设在工字钢悬臂处，此处可不做检算。悬臂处力小于平均力，处于安全考虑，按六排贝雷片分力平均计算。
承台处选用I50a并立两工字钢，放置如图1示。

图1 承台处贝雷片布置图
对此作检算，
A、首先对弧线外侧伸出承台的工字钢做检算如下：
1、 强度检算
经分析绘制弯矩图如图2所示：

图2 承台处弧线外侧贝雷梁弯矩图
最大弯矩出现在承台边上Mmax=297568N·m。
最大应力σ=Mmax/W=297568/1858.9/4=40Mpa<235MPa，强度满足要求。
绘制剪力图如图3所示

图3承台处弧线外侧贝雷梁剪力图
最大剪力Qmax=348644N,在承台边缘。
取工字钢抗剪强度为抗拉强度的0.7倍。
工字钢截面积：119cm2×2=238cm2
τ=Qmax/2S=7.32MPa〈195×0.7=136.5MPa，抗剪满足要求。
轴力检算：
轴力检算结果如图4所示：

图4承台外侧弧线轴力图
最大轴力出现在支撑工字钢上，大小为N=145535N，最大拉应力为σ=145535/119.25=12.17MPa，轴力满足要求。
2、 刚度检算
计算知结构变形如图5所示

图5 承台弧线外侧变形示意
经计算最大位移处为工字钢端部 大小为0.001m。
故弧线外侧部分检算符合要求。
弧线内侧检算如下：
外侧受力模型可作如下简化，如图6示

图6 弧线外侧受力模型
经计算弯矩图如图7示

最大弯矩大小为：M=930558N·m
最大应力为：σ=M/W=125MPa，满足要求。
剪力大小如图8所示：

图8剪力图
最大剪力为：Q=612244N，由弧线外则计算知满足要求。
轴力图如图9示：

图9 轴力图
轴力大小为：N=541471N。
最大拉应力为：σ=541471/119.25=45.4MPa〈195×0.7=136MPa
挠度计算：
同弧线外侧计算位移方式相同，此处最大位移位于工字钢端头，大小为3mm，满足要求。

1、F匝道贝雷片支架施工方案
考虑到F匝道桥曲线半径较小，故下部贝雷片宽度应加大，每段10m，以便贝雷片线型更好地与桥型一致，减小偏心。
1）钢管桩设置
为减小贝雷片挠度，中间增设一排钢管桩。设置6排HD200型双层贝雷片，上铺方木，线重1.3×6×2+0.53=16.13KN/m，其它杂物线重8.07KN,贝雷片自重24.2×20=484KN。箱梁自重2886KN，每跨满堂支架重约2594KN（最大墩高17m,处于保守考虑，此处支架高度统一按24m计算），钢管桩上工字钢此处暂不与考虑，理想状态下钢管桩所需的承载力：（2887+2594+484）/2=2982.5KN
现采用D700钢管桩，钢管桩所处位置上层为建筑垃圾，下部基本全部为软塑粘土。P=qsL+qbAb
2982.5KN=3.14×0.7×25000×L L=55m
qs——桩侧阻力标准值，基本为软塑粘土和淤泥质土，为安全考虑，此处取25KPa。
qb—桩限端阻力标准值，此处为粘土，且桩端面积较小，此值不做考虑。
L—桩长m
由以上计算知需D700钢管桩长度为45m，考虑其它未知因素，此处取2倍安全系数，则共需要钢管桩110m，三根钢管桩则每根长度37m，满足要求。
钢管桩端部焊接一片2cm厚钢板，以增大钢管桩与上面的工字钢的接触面积。钢板下焊接6块角钢支撑，如图1所示。

图1钢管桩端部钢板及角钢加固图
2）钢管桩上工字钢设置
钢管桩钢板上并列焊接两条I50a工字钢，作为承载贝雷片平台。工字钢和双层贝雷片横断面如图2示，侧面如图3示。

图2 工字钢和双层贝雷片横断面图

图3 双层贝雷片侧面图
贝雷片共6排，每排对工字钢压力为2982500/6=497083N，即有6个大小为497083N集中力作用在工字钢上,另外工字钢自身线重1872N/m为均布荷载，经模拟近似计算得如图4所示结果：

图4工字钢弯矩图（单位：N·m）
工字钢所承受的最大应力为：
=183MPa<235MPa满足要求。
工字钢的最大变形量为0.003m，满足要求。
3）贝雷片受力验算
此处采用六排双层贝雷片，因F匝道曲线半径较小，故贝雷片分成两节布置，每节端点均视为绞结。
六排双层HD200加强型贝雷片刚度：6445766.4cm4；
六排双层HD200加强型贝雷片截面抵抗矩：91925.2cm3；
六排双层HD200加强型贝雷片容许弯矩：19237.6KN·m；
六排双层HD200加强型贝雷片容许剪力：2558400N；
贝雷片上箱梁钢筋砼线重：q1=2886/20=144.3KN/m；
钢木组合模板自重：取q2=2.2×8=17.6 KN/m；
支架系统自重：取q3=129.7 KN/ m；
桁架系统及其它杂物自重：取q4= 24.2 KN/m；
Q=q1+q2+q3+q4=316KN/m。
A、计算最大弯矩：
由以上数据，按简支模型计算得：

图5贝雷片弯矩图（单位：N·m）
最大弯矩M=395000N·m<[M]=19237600 N·m,满足要求。
B、计算挠度
△Y==0.00303m，满足要求。
C、抗剪计算
由以上数据，可得贝雷梁剪力如图6示。

图6贝雷梁剪力图（单位：N）
最大剪力Q=1580000N<[Q]=2558400N，满足要求。
由以上知，六排双层贝雷梁在强度和刚度上满足要求。
2、H匝道桥贝雷片支架方案
1）钢管桩设置
H匝道曲线半径110m，每跨30m，每10m加一排钢管桩。每排钢管桩承受10m长跨段的重量，完全与F匝道相同，此处不做检算。
2）工字钢上受力检算
工字钢受力与匝道相同，此处不做检算。
3）贝雷片受力验算
因F匝道脚手架高度以24m高计算，与H匝道相同。H匝道贝雷片在结构上单跨受力与F匝道相同，此处不做验算。
三、注意事项
1、两段贝雷片端头均在同一工字钢上，处理发贝雷片在工字钢上的定位问题，避免出现应力集中现象。
2、F匝道曲线半径较小，且贝雷片单段为直线，所以存在桥型与贝雷片形心不一致问题。
下面分析圆曲线半径为56m的F匝道桥10m跨形心，由计算机绘图计算得10m跨形心在跨中向外偏2cm处，偏心较小，可不作考虑。

图7 10m跨上部结构形心图
因H匝道桥曲线半径大于F匝道桥，故10m跨也可不作考虑。