盖梁设计桥梁工程论文

2022-04-20

摘要：交通运输事业的发展使道路桥梁施工面临的施工环境与施工条件日益复杂，盖梁作为支撑和传输桥梁结构的重要部分，采取合理的方式与形式实施盖梁施工，是保证施工效率与桥梁施工安全稳定性的重要途径，对我国道路桥梁事业的长效发展具有重要的意义。今天小编给大家找来了《盖梁设计桥梁工程论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

盖梁设计桥梁工程论文篇1：

桥梁工程独柱低墩盖梁施工托架的设计与计算

摘要: 阐述了在特殊情况下独柱低墩盖梁采用托架施工方案的确定,并结合工程实例,介绍了独柱低墩盖梁托架的整体设计及各杆件的设计计算方法。

关键词:独柱低墩盖梁托架方案受力计算

一、工程概况

汶川至马尔康公路改建工程三家寨大桥位于理县米亚罗境内,该桥全长224m,共14跨,单跨跨径16m,上部结构为16m简支空心板梁,下部为钻孔桩基础,独柱墩直径2m,墩高2.2m～6.8m,盖梁尺寸2.0m×11.3m×2.0m,全桥沿莱苏河右岸展线。

二、托架方案的选择

在通常情况下墩高2.2m～6.8m的范围的盖梁非常适合采用满堂支架法施工,三家寨大桥沿莱苏河右岸河滩展线,如采用满堂支架法施工在墩柱左边应筑岛作为支架法施工的场地,筑岛伸入河道宽度至少5m,而莱苏河河道平均宽度6～8m,莱苏河左岸为自然保护区,不允许对河道进行拓宽以保证河道的过水断面,因此经方案比对后采用托架法施工。

对于独柱高墩盖梁施工采用托架法具有投资少,效率高,施工方便的优点,且托架设计由于墩柱净空高度高,设计相对简单容易,一般采用双三脚架、双抱箍结构形式,这要求墩柱高度至少在6m以上;本工程要满足最低墩柱高度2.2m的施工要求,对托架的结构形式、主承重梁以及整个托架的支撑体系的设计带来一定的困难,在保证托架的使用功能和结构安全的前提下,通过对本身机加工水平的考察,以及现场实际情况和操作工人的意见,将托架按钢桁架结构设计。

主承重梁采用两根12m长36a型工字钢,每根主承重用两根20a工字钢立柱和两根双20槽钢斜撑,主承重梁为三跨等悬臂连续结构,两根主梁由六根φ30圆钢对拉以保持其稳定,立柱、斜撑以及下玄杆交汇于由双36a工字钢组成的下横梁上,由此形成整体的空间桁架结构,整个桁架由两根φ100穿心圆钢将力传递给墩柱。见图《独柱墩盖梁托架三视图》

作者：余波

盖梁设计桥梁工程论文篇2：

大悬臂盖梁附着式支架施工技术

摘要：交通运输事业的发展使道路桥梁施工面临的施工环境与施工条件日益复杂，盖梁作为支撑和传输桥梁结构的重要部分，采取合理的方式与形式实施盖梁施工，是保证施工效率与桥梁施工安全稳定性的重要途径，对我国道路桥梁事业的长效发展具有重要的意义。本文以A桥梁工程为例，阐析了大悬臂盖梁附着式支架施工技术的难点与重点，分析了盖梁施工缝设置、支架传力，研究了盖梁附着式支架体系及盖梁结构的构建，还分析了附着式支架体系及盖梁基底支撑体系验算。旨在通过本文的分析，明确大悬臂盖梁附着式支架施工技术在道路桥梁施工中的重要地位，完善盖梁结构施工的方式与途径，为我国道路桥梁建设事业的长效发展奠定基础。

关键词：大悬臂；盖梁附着式；支架施工；施工技术

大悬臂盖梁施工方式是保障桥梁盖梁施工效率与质量的重要方式，不断对大悬臂盖梁施工技术进行完善，对保证桥梁建设安全性与稳定性有效积极的意义。当下桥梁建设施工中，大悬臂盖梁施工的方式主要有抱箍法、满堂支架法、型钢支架法及预埋钢棒法。基于大悬臂盖梁施工中悬臂较长的特征，综合考量工程施工环境及条件的限制，采用双层贝雷片与型钢相结合的施工方式，将承台作为工程的承载基础，利用模块式型钢材料开展施工。

1 工程基本情况

A桥梁工程总长度约为1.31千米，工程上部结构标准段桥梁宽度为24.5m，使用的为结构简支、桥面连续、与之小箱梁的结构，下部结构属于双柱式桥墩大悬臂结构。工程中双柱平均高度为13m，盖梁长度为24.2m，盖梁最大宽度为3.1m，悬臂长度为8.9m，截面高度为3.38m-4.21m，工程选用的混凝土强度为C50。

2 工程施工的难点与重点

第一，工程施工周期与施工环境要求较为紧张，一方面，由于前期拆迁等因素的影响，工程施工的工期较短，工程进度较为紧张。另一方面，工程场地对大悬臂盖梁施工的限制较多，导致工程施工难度较大，与工程工期产生冲突[1]。选取适合的模板支撑方式成为工程施工的难点之一。第二，工程中盖梁的自重达到22t/m，盖梁体积与重量均较大，当施工中选取一次性浇筑时，将会由于悬臂段荷载过大导致支架主梁的横截面大幅度增加，导致支架主梁结构的经济性与合理性难以保证。第三，工程中盖梁的长度为24.2m，宽度为3.1m，其宽高比例的差别，会导致支撑体系较为单薄，支架的稳定性与承重能力需要进行合理地考量与设计。第四，施工中附着式支架的荷载力经由销棒传送至立柱，施工中需要预先完成立柱上的孔洞埋设，孔洞的尺寸精度保证是施工的重点之一。同时销棒作为承受荷载的主要构件，综合考量承载要求与外观需求，选取直径尺寸合理的销棒是工程的重点之一[2]。

3 盖梁施工缝设置与支架传力

3.1 盖梁施工缝设置

盖梁施工缝的设置要综合考量施工总体方案及截面特征，在施工中盖梁浇筑分为两次实施，首次浇筑时主要是浇筑盖梁的基底部分，验算盖梁支架的承载力；二次浇筑时对盖梁脊背梁部分进行浇筑，验算完成浇筑的盖梁承载力。盖梁施工缝设置在基底部分与脊背梁部分的分界处[3]。

3.2 支架传力路径

采用大悬臂盖梁附着式支架施工方式，在桥梁墩柱施工的过程中预先留置套管，在墩柱上穿设两根销棒，利用钢牛腿与砂顶作为销棒支点，支架横向主梁方向，利用剪刀撑于地面处拼装成为整体；再利用吊机实现一次性安装就位，支架附着于墩柱之上，对支架实施整体安装与拆除[4]。在这一过程中，支架传力路径为首层浇筑盖梁荷载、盖梁底模板、纵向分布梁、横向主梁、砂箱、牛腿、销棒，最后到立柱。混凝土浇筑过程中，实施分层浇筑。首层浇筑盖梁下部，在混凝土强度到达设计强度的50%时，实施第二层浇筑。第二层浇筑时的混凝土荷载由首层混凝土的部分承担，而支架的承载力仅需考量分析首层混凝土荷载。这种浇筑方式能够通过首次浇筑混凝土自身的强度，减小支撑体系的荷载，既能够提升支撑体系的整体稳定性，又能够有效降低支架主梁截面的高度，能够对工程施工的经济性进行有力保障。

4 盖梁附着式支架体系构建

附着式支架体系主要是由牛腿、高强度销棒、组合主梁、砂顶、分配梁以及剪刀撑组成，传统施工中使用的Q235材质销棒，其直径相对较大，但由于预留孔较大，在工程美观性及拆装性上存在一定的劣势[5]。因此，此次工程施工中選用直径尺寸为80mm的高强度钢棒作为销棒，通过热处理工艺方法对其实施调质，在每个墩柱上设两根销棒，并于顶端设置螺帽。

图1 支架立面布置图

4.1 附着式支架体系施工技术

在墩柱施工过程中，要预留销棒孔洞，保证位置精准。墩柱施工完成后，进行销棒和牛腿安装，利用螺帽保证牛腿能够固定于墩柱上[6]。随后，将砂顶安装于牛腿上，注意对砂顶实施预压，保证沉降值予以消除。同时为了保证拆卸的便捷性，要保证砂顶形成至少为5cm。主梁与地面处完成拼装，剪刀撑安装完毕后，使用吊机于墩柱顶端将其吊装就位，主梁安置于砂顶致伤。在盖梁全部完成浇筑施工后，及时对其进行养护，当混凝土强度完全达到设计强度后，实施预应力张拉与压浆，在盖梁主体施工完结后，对支架进行拆除。支架拆除过程这个，使用2台吊机实施双机抬吊拆除方法。先利用钢丝绳吊住主梁的两端，随后将牛腿与砂顶拆除，并抽出销棒。再通过吊机同步下降将支架体系落至地面并分解拆除。

图1 支架整体拆除图

4.2 附着式支架体系构建

工程施工中采用的是支架整体安装与拆除的方式，对支架的稳定性与整体性要求较高，于主梁上设置4道纵向剪刀撑及2道横向剪刀撑，同时，将主梁的纵向净间距较墩柱纵向尺寸多设置6cm的宽度，保证支架的整体拆除。由于采用单根分配梁的方式容易造成发生翘头状况，采取模块制作的方式，通过法兰连接的方式将分配梁连接成为一个模块，这种方式能够在很大程度上提升分配梁安装的效率性，同时减低安装中发生风险的几率。

5 盖梁结构施工技术

工程施工中盖梁的底模与侧模均采用钢模板材质，面板使用8mm钢板，底模间距为500mm，侧模间距为300mm。在施工中，侧模下口处不设置拉杆，在实施首层混凝土浇筑时下口支撑设置于分配梁的横向[20上，上口处为Φ25mm对拉拉杆。实施首层混凝土浇筑时，于盖梁基底顶面出埋设锚固钢筋，间距设置为1m；在实施第二层混凝土浇筑时，小口支撑设于锚固钢筋上。施工中使用的盖梁钢筋笼于钢筋加工厂中实施模块化加工制作，利用运输车运送到施工现场，再利用吊机实施整体安装。于钢筋胎架上实施盖梁钢筋绑扎，主钢筋与分布钢筋均使用二氧化碳气体保护焊实施点焊，进而提升钢筋笼整体的刚度，保证施工质量。施工中的混凝土浇筑施工使用汽车泵浇筑的方式，首先进行墩柱范围内的混凝土浇筑，再实施悬臂段的混凝土浇筑[7]。

6 附着式支架体系及盖梁基底支撑体系验算

6.1 附着式支架体系验算

以A桥梁工程施工中重量最大的盖梁14墩为例，按照设计图纸对钢筋与混凝土的荷载值进行取值，低模结构根据其自重取值，风荷载值取标准规范值。强度计算中施工荷载组合1进行验算，将支架、模板的自重与新浇筑混凝土、钢筋预应力筋重力相加，再加上施工设备、人员及材料的荷载和混凝土振捣中产生的振动荷载。刚度计算使用荷载组合2，将支架、模板自重与新浇筑混凝土、钢筋预应力筋重力相加。在对支架刚度进行验算时，构件最大变形允许值是跨径/400，而悬臂端的最大变形允许值是悬臂长度/250。验算发现支架的强度、刚度以及稳定性能够满足工程施工需求。

6.2 盖梁基底支撑体系验算

同样以重量最大的盖梁14墩为例进行验算，使用单梁杆系模型进行计算，计算统计软件使用桥梁博士，在盖梁浇筑全部完成后，张拉预应力，按照钢筋混凝土构件实施计算，根据规范要求实施构件验算。工程中混凝土强度为C50，在混凝土强度达到设计强度一半时进行强度验算。施工中，还要注意对钢筋混凝土构件的正截面应力实施验算。

7结论

综上所述，在道路桥梁施工中采用大悬臂附着式支架施工方式，能够对桥梁施工的效率与稳定性起到促进作用。在工程施工中，要综合分析施工技术、施工环境条件等诸多因素，选取合适的材料及施工方法进行施工，对盖梁附着式支架体系及盖梁结构实施有力地构建，完善盖梁结构施工的方式，促进大悬臂盖梁附着式支架施工技术的应用。

参考文献：

[1]郭智刚，荚德胜，边洋帆.销棒式支架在独柱大悬臂盖梁施工中的应用[J].施工技术，2016，45（14）：157-159.

[2]陳翔.独柱大悬臂盖梁H型钢支架的应用[J].工程技术：全文版，2016，12（3）：151-152.

[3]潘从贵，陈兵，易侃，等.大悬臂盖梁型钢支架施工技术[J].城市住宅，2016，23（8）：117-118.

[4]王冬京.螺旋钢管支架法在大悬臂盖梁施工中的应用[J].建筑工程技术与设计，2016，12（7）：114-116.

[5]白鹏俊.大悬臂预应力盖梁施工支架设计[J].工程技术：引文版，2016，12（12）：66-68.

[6]史雯.新时代的“造桥人”，JLG450A型高空作业平台参建上海市虹梅南路高架工程项目[J].工程机械，2016，47（11）：116-118.

[7]周明亮，侯苏伟.长悬臂预应力混凝土结构支架施工技术[J].建筑技术开发，2017，44（18）：24-27.

（作者单位：中交四公局总承包分公司）

作者：李建东

盖梁设计桥梁工程论文篇3：

浅议城市轨道交通影响下的桥梁下部结构设计

摘要：文章以上海市绿科路新建工程为例，运用桥梁博士软件分析了城市桥梁与城市轨道交通（本文指地下铁道，英译Metro）线位平行时的桥梁下部结构设计和优化，并探讨了桥梁基础与盾构施工的建设时序以及相应的保护措施。

关键词：下部结构；盾构；预应力混凝土盖梁；差异沉降；铅芯橡胶支座

随着我国经济快速发展，北京、上海、广州等一线城市的城市轨道交通线路陆续开始建设并投入运营。按照线路架设方式，城市轨道交通分地下、高架和地面三种形式，地下轨道交通（下文简称“地铁”）通常采用盾构施工，隧道结构保护和附加荷载控制严格。在城市桥梁与地铁线位平行的条件下，如何对桥梁下部结构进行优化设计并处理好桥梁基础与隧道结构不同建设时序下的保护措施，是桥梁工程师们正在面对的难题。本文将对此类条件下的某城市桥梁的总体布置作简要阐述，并着重对下部结构建模进行分析、比较，提出桥梁施工期间的保护要点。

1 工程建设条件

上海市绿科路（南洋泾路-罗山路）为城市次干路，双向四车道，红线宽度34 m，道路在桩号K0+694处跨越先生浜河，河道规划蓝线宽度21 m，需新建过河桥梁一座。根据工程可行性研究报告，新建桥梁跨径组合（8+16+8） m，桥位与规划地铁13号线线位重合。桥梁与地铁线位位置平面如图1所示。

依据地铁13号线施工图设计资料，桥位处隧道分上行、下行线，隧道采用盾构施工工艺，外缘直径6.8 m，净距约17.5 m，隧道与桥面中心线平面距离约1.1 m，隧道位于地面以下15～25 m。

初步设计阶段经征询地铁设计单位，明确隧道与桩基净距要求：新建桥梁桩基与隧道外缘净距≤3.0 m。因此，隧道两侧桥梁桩基横桥向净距≥12.8 m（=3.0+6.8+3.0 m），两孔隧道间桩基横桥向布置宽度约11.5 m，详平面图。依据工程建设条件的限制，桥梁应合理布置桩位，采用较大横桥向跨度的桥墩结构，同时做好对桥梁下部结构的保护措施。

2 桥墩初选方案及结构设计

根据上海地区的建设经验，中小跨径梁桥的上部结构一般采用预制混凝土空心板梁，其建筑高度低，设计、施工经验成熟，质量有保障。

空心板梁设计汽车荷载：城-B级，16 m跨梁高82 cm、8 m跨梁高52 cm。

2.1 桥墩方案初选

具有较大横桥向跨径的桥墩结构中，常见的为门墩式混凝土结构、钢结构。

混凝土结构：采用预应力混凝土盖梁，一般为倒“T”形截面，张拉横向预应力形成竖向抗弯体系。

钢结构：横梁、立柱采用钢构件，一般为型钢组合截面，通过焊接形成框架。

近年来，预应力混凝土盖梁在高架桥梁中应用较多，其设计和施工均比较成熟，一般采用满堂支架现浇，分批张拉预应力；钢结构轻质高强，适用跨度较大，可工厂预制、现场焊接，但单位造价较高，作为桥墩结构，其用钢量较大，浦东地区同类工程应用很少。基于地区适用性和造价考虑，桥墩采用门墩式混凝土结构。

2.2 桥墩结构设计

2.2.1 横桥向总体布置

根据桥梁与地铁线位的相对位置以及隧道保护净距要求，总体布置中中立柱承台与桥面中心线的水平距离为1.073 m，桥墩盖梁端部设置边立柱与承台，盖梁中部设置双立柱与承台。

2.2.2 截面尺寸、材料

预应力混凝土盖梁采用倒“T”形截面，宽2.8 m（含牛腿各宽0.9 m），截面最大高度1.97 m，盖梁横坡通过截面高度变化形成；立柱截面2×1.5 m；承台厚度2 m；桩基直径0.8 m。

材料：盖梁为C50混凝土；钢绞线采用（1×7-15.20-1860-

GB/T 5224-2003）国家标准，每9根编束；立柱、承台（含桩基）分别采用C40、C30混凝土，普通钢筋采用HRB400。

2.2.3 模型计算分析

根据中、边立柱与盖梁的联结方式、盖梁是否设置沉降缝，将盖梁分为三种结构：墩梁全固结；中墩固结边墩释放；墩梁固结盖梁设缝。

依据边界条件分别建立“桥梁博士”模型进行横桥向结构分析计算，根据承载能力、正常使用极限状态下的验算结果，确定桥墩合理的结构形式。考虑桥梁使用和所处I类环境的要求，桥墩盖梁按A类预应力混凝土构件设计。

①墩梁全固结条件下的结构分析

桥墩立柱均与盖梁固结，盖梁边跨高比（l/h）=8.1，立柱与盖梁节点传递轴力、剪力、弯矩，盖梁受弯时立柱将分摊部分弯矩，立柱横桥向的线刚度（EI/l）以控制柱顶水平位移？驻x时截面内力为目的进行优化。根据桥面及承台顶标高计算，立柱高Hz=2.603 m。盖梁、立柱线刚度计算如下：

盖梁：■；

立柱：■。

两者线刚度之比0.32，因此盖梁横桥向应按三跨连续刚构计算。立柱高度Hz对计算结果影响较大，在施工条件允许时，应尽量降低承台顶标高，以改善盖梁内力。限于篇幅，本文中计算模型单元划分和建立予以省略。

计算模型中桩基按照横向抗弯模量EI等效的原则，将双排桩（桩径d）等效为单根直径dr的桩基（dr=■）。

经初算，预应力钢束分三行三列布置，两端张拉，在盖梁端部锚固。施工阶段划分：立柱及下部基础施工，盖梁钢筋、波纹管、混凝土施工，养护28 d；张拉第一批钢束，架梁，铰缝施工；张拉第二批钢束，桥面铺装施工；成桥10 a；其中，一期、二期恒载、活载按阶段输入。

依据（JTG D62-2004）相关条文，对预应力钢束进行调束，优化各单元截面内力后，结果见表1。

表注：1.表中数值前带“+”表示截面受压，“-”表示截面受拉；中、边立柱的内缘均指桥墩中心线侧；

2.？滓st、？滓lt为在荷载短期、长期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力；？滓pc为扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂验算边缘产生的混凝土预压应力；？滓tp为由荷载短期效应组合和预加力产生的混凝土主拉应力。

根据计算结果，结构体系对升、降温，混凝土收缩、徐变，柱顶水平位移，基础差异沉降等作用较为敏感，立柱单侧钢筋配筋率0.3%时，边立柱顶部的柱身裂缝宽度不满足规范要求，各组合下盖梁截面应力满足规范要求。

②中墩固结、边墩释放条件下的结构分析

桥墩中立柱与盖梁固结，边立柱顶面设置单向活动支座，允许该支点处盖梁有横桥向水平位移和转角位移，但纵桥向位移予以约束，避免中立柱在水平面内扭转变形。边立柱与盖梁节点仅传递竖向轴力、纵桥向水平剪力，仅中立柱分摊盖梁的弯矩。

除节点约束外，模型Ⅱ与模型Ⅰ相同，调束并优化截面内力后，结果见表2。

根据计算结果，边立柱与盖梁节点的转角、水平位移约束释放后，升、降温，混凝土收缩、徐变等引起的边立柱附近盖梁弯矩减小，中立柱附近盖梁支点负弯矩、跨中正弯矩有所增加；与模型Ⅰ相比，短期效应组合立柱顶的最大水平剪力增至2 350 kN，柱顶柱身最大弯矩增至2 360 kN·m，立柱底柱身弯矩变化较小，约2 700 kN·m；承载能力极限状态下边立柱顶面最大支座反力为2 260 kN。

综合分析，中立柱柱身最大弯矩变化较小，柱顶水平剪力增幅较大，宜加强柱顶箍筋，减小箍筋间距。立柱单侧钢筋配筋率0.3%时，能较好控制柱身裂缝；各组合下盖梁截面应力满足规范要求，结构受力状况合理。

③墩梁固结、盖梁设缝条件下的结构分析

模型I盖梁未设沉降缝，结构对预应力张拉、升、降温、差异沉降等较为敏感，模型Ⅲ在中立柱间设置沉降缝后，盖梁结构上分为两幅。通过在沉降缝处盖梁端部预埋固定端锚具，边立柱处盖梁端部单端张拉形成预应力体系。该结构降低了超静定次数，为优化设计创造了条件。

模型Ⅲ中单元、荷载、边界条件与模型I基本相同，在设置沉降缝的节点处将左、右单元隔离，预应力钢束在两幅桥墩结构中分别布置，经过试算和调束，优化截面内力后，计算结果见表3。

根据计算结果，立柱单侧钢筋配筋率0.3%时中立柱底部内缘柱身裂缝宽度不满足规范要求，各组合下盖梁截面应力满足规范要求。

④桥墩结构选择及优化

根据分析结果，三种结构特性如下：

墩梁全固结：升、降温，混凝土收缩、徐变，水平位移，基础差异沉降等作用对结构影响明显，立柱裂缝宽度Wfk是结构设计主控因素。

中墩固结、边墩释放：盖梁截面应力、立柱裂缝宽度Wfk满足规范要求，中、边立柱受力合理，盖梁、立柱截面可优化。

墩梁固结、盖梁设缝：结构超静定次数较低，中立柱裂缝是结构设计主控因素；差异沉降时沉降缝附近桥面铺装易纵向开裂。

综合分析，选用结构Ⅱ作为新建桥墩结构；边立柱顶面设置隔震力学性能、耐久性好的铅芯橡胶支座。

3 建设时序与施工保护