溢洪道交通桥\工作桥简易支承施工的设计与应用

摘要：临江聚宝电站溢洪道的交通桥、工作桥。交通桥主梁断面尺寸宽×高=0.35×0.8m。工作桥主梁断面尺寸宽×高=0.35×0.8m。桥身跨度均为10m，在施工中利用焊制的相型梁。Ⅰ22a、[10做成简易桁架，成本低、安全施工。本文论述了支承桁架的原理、结构设计和现场施工方法及施工体会，对今后类似钢筋砼施工提供参考。

关键词：溢洪道；交通桥及工作桥；主梁；桥面；相型梁；Ⅰ22、[10；设计

Abstract: the riverfront jubao power station of the spillway traffic bridge, work bridge. Traffic girder bridge section size wide × high = 0.35 x 0.8 m. Work girder bridge section size wide × high = 0.35 x 0.8 m. Bridge span are 10 m, in construction, use the photograph of soldering type beam. Ⅰ 22 a, [10 make it simple truss, low cost, safety construction. This paper discusses the supporting truss the principle, the structure design and site construction method and construction experience, to the next similar reinforced concrete construction to provide the reference.

Keywords: spillway; Traffic bridge and working bridge; Main girder; Bridge deck; Phase type beam; Ⅰ 22, [10; design

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号

1． 前言

聚宝水电站座落于吉林省临江县境内，位于鸭绿江右岸五道沟河的中游。该水库为本河段多级开发的“龙头”水库，是一座以发电、防洪为主的综合利用水利枢纽。水库总库容5700万m3，电站总装机量18Mw。溢洪道位于左岸，系岸坡式溢洪道。闸室设两孔，孔宽10m。交通桥、工作桥断面详见下图：

图1交通桥断面图

图2工作桥断面图

交通桥、工作桥的跨度为10m

2． 简易支承施工的设想

溢洪道的交通桥与工作桥跨度均为10m，重量大（交通桥40.6t，工作桥33t），桥面高距地面20米以上，整体性强，施工难度大，利用现有的设备采用预制主梁吊装的方法很困难。加上当时资金紧张，采用购买型钢做支承即不经济也不方便。施工中考虑到利用现有焊制工字钢梁（图3），再购进一定的型钢做成简易支承承重。

根据枢纽工程总体进度计划要求，采用常规的下部支承施工，施工前首先经过周密的计算，然后对原焊制工字钢梁检测，加长腹板，加固翼缘板。施工中降低难度，保证工期，减少用材，保证桥梁施工的安全和质量。实践中获得了成功，保证了工期。

图3工字钢梁断面

3． 设计

3.1原理

利用现有的焊制Ⅰ100相型梁，增加适当的Ⅰ22a、[10做成简易的支承小桁架，承受桥身和模板的重量，实现交通桥、工作桥的砼浇筑。

3.2支承承重设计

3.2.1设计荷载

详见表1、表2

交通桥荷载表1

序号 名称 取值标准 计算结果

G1 桥自重 2.5t/m3 40.6t

G2 Ⅰ100自重 7.8t/m3 2.18t

G3 模板及其他荷载 0.92t/m3 9.22t

Σ=G1+ G2+ G3 组合值 52t

工作桥荷载表2

序号 名称 取值标准 计算结果

G1 桥自重 2.5t/m3 33t

G2 Ⅰ100自重 7.8t/m3 2.18t

G3 模板及其他荷载 0.92t/m3 9.22t

Σ=G1+ G2+ G3 组合值 44.4t

由以上两个表可知,交通桥组合荷载为52t，工作桥组合荷载为44.4t，取最大值52t计算。

3.2.2基本尺寸

桥身L=1000cm,b=30cm,G=52 t, ⅠA=138.4cm,t1=1cm,t2=0.8cm,h=100cm, h1=98cm。

3.2.3计算

计算依据《水工钢结构》。

3.2.3.1支承梁的计算

q=G/2L=2.6t/m

M=1/8qL2=32.5t.m

因L/b=1000/30=33.3>13故验算整体稳定用

Mmax/(Ψb×Wx)

计算整体稳定用:

Ψb=βb×4320/(λy2)×(A×H)/( Wx) ×[(1+(λy×t)/（4.4×h）)1/2+ηb] ×235/fy(2)

ζ=（L1×t1）/（b1×h）=0.33

查附表六表达式得

βb=0.69+0.13ζ=0.7342

A=138.4cm2

Ix=2×b×t1×(h`/2)2+ t2×h`3/12=206806.13cm4

Iy≈2×t1×b3/12=4500cm4

Wx=Ix/A=1494.3

iy=(Iy/A)1/2=5.7cm

λy=L/iy=175.37

αb=0.5 ηb=0.8×(2×αb-1)=0

代入式（2）得Ψb=1.1434>0.6

ψb取值1

验算整体稳定性代入式(1)

Mmax/(ψb×Wx)=21.5KN/cm2(不安全)

3.2.3.2斜支承选择

选择如下图4布置

图4

验算相型梁

Mmax=1/8qL′2=1/8×2.6×(10-4)2=11.7T.m

代入式（1）Mmax/（ψb×Wx）=7.83KN/cm2∠21.5KN/cm2（安全）

验算斜支承I22材料简易受力如图5

N=T/sin45о=18.385T

N=δ×A

A≥N/δ=85.51mm2

AⅠ22=4200mm2>85.51(安全)

为了保证斜支撑的强度内部设置如

图表两个斜拉撑材料用[10

3.2.3.3相型梁搭接处应力的计算材料的选择及搭焊尺寸的计算

焊缝计算

hf≥1.5t1/2=4.74mm 选择hf=5.5mm

搭焊长度8×hf≤Lw≤60×hf即44mm≤Lw≤330mm

Lw选择选择300mm

由于相型梁长9.6m，预埋工字钢外露长度L`=0.2+ Lw=0.5m

埋深及选用材料的计算与选择

Mmax=N×L`=6.5T.m

ψb=1

Wx> Mmax/（ψb×f）=302.2cm3

材料选择Ⅰ22aWx=309 cm3,Ix=3400 cm4

弯应力强度校核代入公式(1)

Mmax/Wmin=(6.5×10×100×11)/3400=21.02KN/cm2

埋深计算

假设两根Φ18圆钢焊接到主筋上(附受力图6)

图6

2×3.14×(18/2)2×215÷1000×L≥13×10×0.5

L≥0.594m

埋深选择1m深

3.2.3.3相型梁吊环

吊环选四个 n=6

K≥4 选K=5

G=1.2t fy=21.5KN/cm2

则As=K×G/(n×fy)=46.5mm2

d=((4×As)/3.14)1/2=7.7mm

d`≥d所以材选φ16的圆钢即可。

3.3内部结构加强

施工中考虑到相型梁和I22a搭焊位置有可能存在偏差,以及预埋件和主梁中心线有偏差,造成偏心.因此在两个相型梁之间设五道斜拉小桁架,使两个相型梁构成箱子的形状,保证稳定.小桁架见图7

桁架示意图7

4.布置及材料用量表

4.1布置

布置见图8、图9、图10

交通桥支承布置图图8 工作桥支承布置图图9

布置侧视图 图10

4.2材料

材料用量表3

5.相型梁的检测与补强

经检测,工地相型梁长度仅7.5m长,且有个别地方脱焊、筋板有变形、中间有裂口。

5.1相型梁加长

利用工地1cm厚的钢板焊接加长相型梁，45°斜坡口焊。焊缝0.8cm，焊长取1.5m。经检测焊接强度达到质量标准的要求。

5.2补强

针对个别脱焊的部位重新补焊，筋板纽曲的部位再加一块筋板。

在斜支撑和相型梁的节点处，用1cm厚的钢板加两个15cm宽的筋板。

在[10和腹板焊接的地方，加焊钢板，避免因焊接导致腹板的强度降低。

6施工要点体会

6.1预埋件的跟踪与控制

预埋I22a和钢板直接影响相型粱的位置和受力，进一步影响混泥土的浇筑安全。因此在施工中测量定位，闸墩浇筑到那个部位后及时检测。经检测I22a预埋件与主粱中心线偏差为1cm。施工中为了保证安全，在相反的方向配φ20圆钢直接在螺栓杆上。

6.2相型粱吊装

由于垂直运输工具只有1方吊，在吊装的过程中直接定位很难，在焊接时，相型粱的中心线和预埋件的中心线直接影响支撑受力。吊装时误差越小，扭转半径越小支撑越安全。吊装时反复调试，误差控制在5mm内。

6.3混凝土浇注的跟踪检测

为了确保施工顺利，有关设计、制作及施工技术负责人员均到现场指导，安排专职人员在施工前设四个参照目标观标点。施工证明支撑结构合理，实测桥梁挠度依次为：5mm、6mm、4mm、7mm，在设计允许的挠度范围内，符合设计要求。

7总结

在施工中利用现有的型钢，经周密的计算和补强，配置适当的型钢，取得了施工安全的保障。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。