CN104831635A - 一种紧邻及上跨既有线的组合式h型钢现浇箱梁支架 - Google Patents

一种紧邻及上跨既有线的组合式h型钢现浇箱梁支架 Download PDF

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郑静
刘四德
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一种紧邻及上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,该组合式现浇梁支架包括一钢管柱条形基础、钢管支墩、钢管立柱两侧的三角斜撑、主横梁和主纵梁;通过钢管柱三角形支墩和主横梁、主纵梁的组合结构,钢管立柱两侧三角斜撑的设置将纵向主梁H600型钢进行受力分解,分别传递给墩身(横向)和混凝土条形基础(纵向),大大减小了大跨度条件下纵向主梁H600型钢受力后的挠度变形,形成支架的超静定结构,增加了支架结构的稳定性,克服了紧邻、上跨既有线现浇箱梁的左右上下空间受限的施工难题,保证了H型钢在大跨度条件下的下挠度和既有线行车净高都在规定的允许范围之内。

Description

一种紧邻及上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架
技术领域
[0001] 本发明涉及市政立交匝道桥施工结构,尤其与一种用于解决匝道桥上跨和紧邻既有线桥梁,跨径、上下净空受限的桥梁施工需要的一种紧邻、上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架。
背景技术
[0002] 在市政立交匝道施工过程中,会遇到多种不同状态的施工需求,如有些施工场所需要解决匝道桥上跨和紧邻既有线桥梁,跨径、上下净空受限的桥梁施工,例如,福州市福湾路提升改造工程,位于仓山区,福湾路提升改造工程的湾边互通,主要包括新建长度136米的主线桥;新建5座匝道桥,分别为J、K、L、M和N匝道,其中J匝道桥14-15跨上跨既有线桥-福弯路老桥,左侧紧邻三环高架桥。J匝道14-15跨上部结构设计为单室单箱预应力箱梁,福湾老桥的右幅宽是19.677m,左幅桥宽14.663m,在34.34m跨度下,解决本桥超长跨径、上下空间受限的施工便成了技术难题,现有的解决方案只能通过全部围挡进行交通管制,但这种解决方案周期长,极易造成整个城市的交通拥堵。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于解决现有技术的问题,提供一种结构简单,安装方便的一种紧邻、上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,其能在保证交通通行的基础上解决匝道桥上跨和紧邻既有线桥梁,跨径、上下净空受限的桥梁施工难题。
[0004] 为达成上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0005] 一种紧邻及上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,该组合式现浇梁支架包括:钢管柱条形基础、钢管支墩、钢管立柱两侧的三角斜撑、主横梁和主纵梁;所述的:
[0006] 钢管柱条形基础:地基上换填石粉+碎石基础层,基础层上浇注混凝土条形基础,混凝土条形基础顶面预埋钢板,预埋钢板底部与钢管柱条形基础之间连接加固;
[0007] 钢管支墩:包括一组钢管立柱,钢管立柱与预埋钢板焊接,钢管立柱里面浇筑混凝土;钢管立柱顶部用厚钢板封口焊接,横桥向每排钢管立柱上下每隔固定段设一组水平支撑和剪刀撑确保钢管支墩的整体稳定;
[0008] 钢管立柱两侧的三角斜撑:每根钢管立柱两侧顺桥向设置三角斜撑;
[0009] 主横梁:钢管立柱三角斜撑上设置主横梁,主横梁顺钢管立柱布置方向设置在钢管柱顶的三角斜撑之上作为本组合式现浇梁支架荷载的主要承重结构;
[0010] 主纵梁:在主横梁上顺桥向固定间距设置主纵梁,主要荷载通过主纵梁传递到主横梁上,主横梁传递至钢管支墩和混凝土条形基础。
[0011] 进一步,所述钢管柱条形基础换填石粉+碎石基础层:承台一侧换填宽度2.5m,深度1.2m,长度两侧比条形基础各长0.5m ;中墩处换填宽度3.5m,深度1.2m ;确保支墩基础有足够的承载力;混凝土条形基础为C20混凝土条形基础:宽度1.5m,厚度0.6m,长度两侧比箱梁两侧翼缘板投影各长1.0m ;混凝土底层及顶层铺设10*10cm®20钢筋网片,基础埋置深度为O,力分布扩散角按45度传递。
[0012] 进一步,钢管支墩每排采用4根OSOOmmXSmm钢管立柱,钢管粧钢管立柱底部与钢管柱条形基础之间采用法兰盘、螺栓连接加固,并采用6片1mm厚钢板120mmX 120mm三角加劲肋板焊接,钢管立柱高度根据需要确定并焊接定位保证每根钢管立柱不大于2个接头;钢管立柱里面浇筑C40混凝土 ;钢管立柱顶部采用1mm厚钢板900mmX 900mm封口,并采用4片1mm厚钢板120mmX 120mm三角加劲肋板焊接,焊缝要求宽1mm,焊缝高5mm均为满焊。横桥向每排钢管上下每隔5m设一组[10槽钢水平支撑和剪刀撑确保钢管支墩的整体稳定。
[0013] 进一步,Φ800πιπι钢管立柱与Φ325mm钢管立柱两侧的三角斜撑的连接,采取每个连接处在墩柱上打4根膨胀螺栓,膨胀螺栓与400*400*10mm钢板焊接,Φ325mm钢管与钢板焊接,并采用4片1mm厚钢板120mmX 120mm三角加劲肋板焊接。
[0014] 进一步,主横梁采用I36b工字钢主横梁顺钢管支墩的布置方向设置在钢管立柱两侧的三角斜撑的顶面上,单跨的两个三角斜撑用[10槽钢焊接,钢管与钢管或钢管与槽钢焊接时在钢管口处均焊1mm厚钢板,钢管口设抱箍焊接。
[0015] 进一步,采用在主横梁上顺桥向间距20cm满铺H600型钢作为该支架体系的主纵梁,主纵梁通过主横梁把荷载传递至钢管支墩和钢管柱条形基础上。
[0016] 采用上述技术方案,本发明针对工程大跨径、上下净空受限的施工需求而产生的,该现浇梁支架体系实用简单便捷,顺利地解决了大跨度型钢支架下挠度过大和既有线行车的限高问题。通过钢管立柱两侧三角斜撑的设置将纵向主梁H600型钢进行受力分解,分别传递给墩身(横向)和混凝土条形基础(纵向),大大减小了纵向主梁H600型钢受力后的挠度变形,形成支架的超静定结构,增加了支架结构的稳定性,保证了 H型钢在大跨度条件下的下挠度和既有线行车净高都在规定的允许范围之内。
附图说明
[0017] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0018] 图1是本发明现浇施工支架立面布置图;
[0019] 图2是本发明钢管支墩立柱平面布置图;
[0020] 图3是本发明钢管三角斜撑与双拼I36b工字钢主横梁组合支架墩顶平面图;
[0021] 图4是本发明组合式现浇箱梁支架横断面布置图;
[0022]图5是本发明钢管立柱三角斜撑焊接大样图一;
[0023] 图6是本发明钢管立柱三角斜撑焊接大样图二 ;
[0024] 图7是本发明加强钢管墩柱刚度灌注C40混凝土大样图。
具体实施方式
[0025] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合附图和实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0026] 如图1-图7所示,一种紧邻及上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,该组合式现浇梁支架包括:钢管柱条形基础、钢管支墩、钢管立柱两侧的三角斜撑、主横梁和主纵梁;所述的:
[0027] 钢管柱条形基础1:地基上换填石粉+碎石基础层11,基础层上浇注混凝土条形基础12,混凝土条形基础顶面预埋钢板,预埋钢板底部与钢管柱条形基础之间连接加固;
[0028] 钢管支墩2:包括一组钢管立柱21,钢管立柱与预埋钢板焊接,钢管立柱里面浇筑混凝土;钢管立柱顶部用厚钢板封口焊接,横桥向每排钢管立柱上下每隔固定段设一组水平支撑22和剪刀撑23确保钢管支墩的整体稳定;
[0029] 钢管立柱两侧的三角斜撑3:每根钢管立柱两侧顺桥向设置三角斜撑;
[0030] 主横梁4:钢管立柱三角斜撑上设置主横梁,主横梁顺钢管立柱布置方向设置在钢管柱顶的三角斜撑之上作为本组合式现浇梁支架荷载的主要承重结构;
[0031] 主纵梁5:在主横梁上顺桥向固定间距设置主纵梁,主要荷载通过主纵梁传递到主横梁上,主横梁传递至钢管支墩和混凝土条形基础。
[0032] 本发明的实施例以福州市福湾路提升改造工程为例进行详细说明,
[0033] 在J14#墩、J15#墩和旧桥中央分隔带中间架设钢管支墩2支承纵梁。钢管墩直径Φ800πιπι,壁厚8mm(见图1)。为了保证既有线行车高度4.5m,就必须用H型做为纵梁钢代替贝雷梁,降低支架高度,所以支架纵梁采用H600型钢;福湾老桥左右幅桥宽分别为14.7m和19.7m,J匝道的J14-J15跨上跨福湾老桥,所以上跨左幅桥部分的钢管墩的布跨净距必须彡14.7m,上跨右幅福湾老桥的钢管立柱的布跨净距必须彡19.7m已经超过一般钢管墩柱布跨范围12m。福湾老桥左幅桥已经封闭,不通行车辆,支架净高没有要求,所以采用贝雷梁支架施工;为了解决上跨福湾老桥右幅桥的钢管支墩布跨过大的难题,就必须对纵向跨度的受力进行分解。
[0034] 研宄出在钢管立柱两侧上设置45 °倒三角斜支撑(牛腿),分解掉H型钢纵梁的荷载,J14#墩钢管柱三角支撑直角底边长4.65m,J15#墩钢管柱三角支撑直角底边长3.8m,该支架中间部分的H型钢纵梁净跨只需要11.232m,就满足了一般现浇箱梁支墩布跨不大于12m的要求。
[0035] 该研宄创新的H型钢现浇支架就由钢管立柱支墩和净跨径11.232m的H600型钢纵梁两部分组合构成。
[0036] 如图1、2、3所示的一种紧邻、上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,该结构包括由各排钢管支墩和纵向主梁H600型钢两部分组合构成;
[0037] 第一部分由每排4根直径Φ800mm,壁厚8mm的钢管立柱和其两侧的三角斜撑构成的钢管支墩,支墩上设置双拼I36b工字钢主横梁构成(如图3)。所述的I36b工字钢主横梁顺钢管立柱布置方向设置在钢管柱顶的三角斜撑之上。
[0038] 如图2所示钢管立柱平面布置,单跨支撑架设3排临时支墩,临时支墩每排采用4根Φ800mmX8mm钢管立柱。钢管粧底部与基础之间采用法兰盘、螺栓连接加固。并采用6片1mm厚钢板120mmX 120mm三角加劲肋板焊接,钢管立柱高度根据现场测量临时支墩基础顶标高,计算出钢管立柱高度,必须符合箱梁几何尺寸设计要求。长钢管粧每节整米长度I〜9m,短钢管粧每节长度0.1〜0.9m,钢管粧之间采用焊接固定。每根钢管立柱不大于2个接头。钢管立柱里面浇筑C40混凝土,混凝土浇筑至斜支撑与立柱接头处。钢管顶部安放[20 “合字钢”,以备模板、H600型钢拆除时使用。钢管立柱顶部采用1mm厚钢板900mmX900mm封口,并采用4片1mm厚钢板120mmX 120mm三角加劲肋板焊接。焊缝要求宽10mm,焊缝高5mm均为满焊。立柱顶面衬板上布置落梁“合字钢”装置,合字钢采用[20槽钢,对口焊接,合字钢下面与钢管衬板焊接,合字钢上面与I36b工字钢焊接。钢管立柱要垂直安设,焊缝饱满,注意检查钢管的立柱和直径。焊接时尽量不要损伤立柱钢管壁。
[0039] 进一步的横桥向每排钢管粧连接方法:钢管立柱上下每隔5m设一组[10槽钢水平支撑和剪刀撑。
[0040] 进一步的纵桥向钢管粧连接方法:钢管立柱顶部安装I36b双拼工字钢横梁。墩柱两侧Φ800πιπι钢管粧与墩身之间采用Φ325mm钢管连接,每个连接处在墩柱上打4根膨胀螺栓,膨胀螺栓与400*400*10mm钢板焊接,Φ325mm钢管与钢板焊接,并采用4片1mm厚钢板120mmX 120mm三角加劲肋板焊接。钢管立柱要垂直安设,焊缝饱满,注意检查钢管的立柱和直径,焊接时尽量不要损伤立柱钢管壁。
[0041] 第二部分由搭接在横向主梁上的H600型钢构成纵向主梁,间距为20cm。
[0042] 本发明通过钢管立柱两侧三角斜撑的设置将纵向主梁H600型钢进行受力分解,分别传递给墩身(横向)和混凝土条形基础(纵向),大大减小了纵向主梁H600型钢受力后的挠度变形,形成支架的超静定结构,增加了支架结构的稳定性,保证了 H型钢在大跨度条件下的下挠度和既有线行车净高都在规定的允许范围之内。
[0043] 采用上述技术方案,本发明针对工程大跨径、上下净空受限的施工需求而产生的,该现浇梁支架体系实用简单便捷,顺利地解决了大跨度型钢支架下挠度过大和既有线行车的限高问题。通过钢管立柱两侧三角斜撑的设置将纵向主梁H600型钢进行受力分解,分别传递给墩身(横向)和混凝土条形基础(纵向),大大减小了纵向主梁H600型钢受力后的挠度变形,形成支架的超静定结构,增加了支架结构的稳定性,保证了 H型钢在大跨度条件下的下挠度和既有线行车净高都在规定的允许范围之内。
[0044] 上述说明示出并描述了本发明的优选实施例,如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种紧邻及上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,特征在于:该组合式现浇梁支架包括:钢管柱条形基础、钢管支墩、钢管立柱两侧的三角斜撑、主横梁和主纵梁;所述的: 钢管柱条形基础:地基上换填石粉+碎石基础层,基础层上浇注混凝土条形基础,混凝土条形基础顶面预埋钢板,预埋钢板底部与钢管柱条形基础之间连接加固; 钢管支墩:包括一组钢管立柱,钢管立柱与预埋钢板焊接,钢管立柱里面浇筑混凝土 ;钢管立柱顶部用厚钢板封口焊接,横桥向每排钢管立柱上下每隔固定段设一组水平支撑和剪刀撑确保钢管支墩的整体稳定; 钢管立柱两侧的三角斜撑:每根钢管立柱两侧顺桥向设置三角斜撑; 主横梁:钢管立柱三角斜撑上设置主横梁,主横梁顺钢管立柱布置方向设置在钢管立柱顶的三角斜撑之上作为本组合式现浇梁支架荷载的主要承重结构; 主纵梁:在主横梁上顺桥向固定间距设置主纵梁,主要荷载通过主纵梁传递到主横梁上,主横梁传递至钢管支墩和混凝土条形基础。
2.如权利要求1所述的一种紧邻及上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,其特征在于:所述钢管柱条形基础换填石粉+碎石基础层:承台一侧换填宽度2.5m,深度1.2m,长度两侧比条形基础各长0.5m ;中墩处换填宽度3.5m,深度1.2m ;确保钢管支墩有足够的承载力;混凝土条形基础为C20混凝土条形基础:宽度1.5m,厚度0.6m,长度两侧比箱梁两侧翼缘板投影各长1.0m ;混凝土底层及顶层铺设10*10cm®20钢筋网片,基础埋置深度为0,力分布扩散角按45度传递。
3.如权利要求2所述的一种紧邻及上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,其特征在于:钢管支墩每排采用4根OSOOmmXSmm钢管立柱,钢管立柱底部与钢管柱条形基础之间采用法兰盘、螺栓连接加固,并采用6片1mm厚钢板120mmX 120mm三角加劲肋板焊接,钢管立柱高度根据需要确定并焊接定位保证每根钢管立柱不大于2个接头;钢管立柱里面浇筑C40混凝土 ;钢管立柱顶部采用1mm厚钢板900mmX 900mm封口,并采用4片1mm厚钢板120mmX 120mm三角加劲肋板焊接,焊缝要求宽1mm,焊缝高5mm均为满焊。横桥向每排钢管上下每隔5m设一组[10槽钢水平支撑和剪刀撑确保钢管支墩的整体稳定。
4.如权利要求3所述的一种紧邻及上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,其特征在于:Φ800πιπι钢管立柱与Φ325mm钢管立柱两侧的三角斜撑的连接,采取每个连接处在墩柱上打4根膨胀螺栓,膨胀螺栓与400*400*10mm钢板焊接,Φ325mm钢管与钢板焊接,并采用4片1mm厚钢板120mmX 120mm三角加劲肋板焊接。
5.如权利要求4所述的一种紧邻及上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,其特征在于:主横梁采用I36b工字钢主横梁顺钢管支墩的布置方向设置在钢管立柱两侧的三角斜撑的顶面上,单跨的两个三角斜撑用[10槽钢焊接,钢管与钢管或钢管与槽钢焊接时在钢管口处均焊1mm厚钢板,钢管口设抱箍焊接。
6.如权利要求4所述的一种紧邻及上跨既有线的组合式H型钢现浇箱梁支架,其特征在于:采用在主横梁上顺桥向间距20cm满铺H600型钢作为该支架体系的主纵梁,主纵梁通过主横梁把荷载传递至钢管支墩和钢管柱条形基础上。
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