市政橋梁施工中的貝雷支架的設計與技術應用

1、<p>　　市政橋梁施工中的貝雷支架的設計與技術應用</p><p>　　摘要：貝雷支架承載力大,結構靈活,拆裝方便,可多次重復使用,所以在橋梁施工中得到廣泛應用。通過介紹重慶某大道跨線橋現澆箱梁時，采用大跨度貝雷架上跨現有公路、確保交通的施工工藝。 </p><p>　　關鍵詞:市政橋梁工程;貝雷支架;設計;施工技術 </p><p>　　中圖分類號：T

2、U74 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1前言 </b></p><p>　　貝雷支架現澆梁施工就是用貝雷片組裝成箱梁施工的支撐平臺，在貝雷架上進行箱梁模板安裝、模板預壓、鋼筋安裝、砼澆筑、預應力初張拉等施工項目。它與移動模架制梁的主要區(qū)別在于：支撐系統(tǒng)與模板系統(tǒng)是分離的，且沒有液壓和走行系統(tǒng)。 </p><p>&l

3、t;b>　　2施工方案的選擇 </b></p><p>　　本跨線橋與金龍路交叉并上跨，此“十”字路口各方向車流量特別大，新建橋梁在此處設置了跨度為38m的箱梁結構，施工中必須采用大跨度的架體結構來跨越，確保交通暢通。 </p><p>　　型鋼門洞的方案由于預留跨徑受限，設置連續(xù)多跨支架則有行車撞擊架體的安全隱患，且對行車視線不利，故排除此方案。 </p>

4、<p>　　貝雷支架具有有效凈跨較大、抗彎能力和剛度較好的特點，經多方論證，特在此跨中20.4m凈跨范圍內，用貝雷桁架跨越行車道。 </p><p>　　3貝雷架系統(tǒng)的布置及設計 </p><p>　　3.1貝雷支架系統(tǒng)布置 </p><p>　　貝雷支架系統(tǒng)由縱向貝雷梁和橫向萬能桿件支墩組成。從上到下各部位順序、型號和高度見表1和圖1。 </p&

5、gt;<p>　　3.1.1基礎：剔除原路面，對原路基1.5m深度范圍內軟基用砂碎石換填，澆筑11m×3m×0.3m的C30鋼筋砼整體基礎。在基礎上鋪設600mm×600mm×20mm厚鋼板，以均勻承受鋼管砂筒傳遞的荷載。 </p><p>　　承載力：σ=6000000÷2÷33=90.9kpa＜[σ0]（總荷載600噸，計6000000

6、牛頓，傳遞給2個基礎，每個基礎面積為11m×3m=33 m2），密實碎石土 [σ0]為800~1000 kpa，滿足要求。 </p><p><b>　　圖1 </b></p><p>　　3.1.2拆卸用鋼管砂筒：壁厚10mm、直徑Ф140、長度150mm與壁厚12mm、直徑Ф180、長度180mm的兩種鋼筒制作成一組，其組合長度為250mm。每個支墩下1

7、2組，總計24組。為增加砂筒截面面積，Ф140內用C40砼進行填充，現驗算截面積最小的Ф140砂筒應力： </p><p>　　每個砂筒N=600÷24 =25T/個（貝雷架上部各種荷載總和為600噸，共計24個砂筒），橫截面積A= 3.14×702mm =15393.804mm 2， </p><p>　　σ=N/A=16.2Mpa＜[σ0]，C40鋼管砼能滿足強度要

8、求。 </p><p>　　3.1.3萬能桿件支墩：標準的2m×2m萬能桿件與板件，外包尺寸高度為4125mm。 </p><p>　　3.1.4萬能桿件頂分配梁： 2I45b型鋼分配梁。 </p><p>　　3.1.5貝雷梁下分配梁： 3組2I25b型鋼。 </p><p>　　3.1.6貝雷梁：縱向貝雷架采用雙排單層貝雷桁架，

9、橫向布置14組，共112片，每片高度為1.7m，貝雷桁片單元外形尺寸為1500mm×3000mm×80mm，重量280kg，Ф50插銷剪力Q=50t。單元組內用交叉角鋼連成整體，加強支架整體剛度和穩(wěn)定性。 </p><p>　　3.1.7貝雷梁上型鋼分配梁： I16型鋼，布置于貝雷梁節(jié)點上，作為箱梁底模分配梁。 </p><p>　　3.1.8木枋： 100mm

10、5;100mm木枋鋪設在型鋼分配梁上，間距600mm。 </p><p>　　3.1.9 鋼管及50木枋：橫鋪于100mm×100mm的木枋上，支撐箱梁底模，木枋為100mm×50mm，間距300mm,為增加其剛度，中間加密擱置Ф50鋼管。 </p><p>　　3.1.10箱梁底模板： 12mm厚橋用覆膜竹膠合板。 </p><p>　　3.2

11、貝雷架系統(tǒng)的驗算 </p><p>　　本跨現澆支架采用貝雷梁布置，凈跨徑20.4米，通行凈高大于5米，計算跨徑22.4米，總長24.12米。貝雷梁橫向布置14片，均為單層加強型，支墩為萬能桿件。貝雷梁用量：50T；萬能桿件用量：15T，型鋼分配梁：16T，本系統(tǒng)共81T。 </p><p>　　3.2.1計算荷載 </p><p>　　箱梁砼全斷面澆筑荷載1.05

12、+600kg/m2（模板、支架及施工荷載）組合 </p><p>　　3.2.2貝雷梁上分配計算 </p><p>　　按計算荷載取1m長度計算，型鋼分配梁采用Ⅰ16,布置于貝雷梁節(jié)點上，計算得各貝雷桁片處每米反力如圖2（單位：T）。由于結構對稱，以下均取一半計算。 </p><p><b>　　圖2 </b></p><p

13、>　　分配梁間距1.4m，其應力如圖3（單位：Mpa）。 </p><p><b>　　圖3 </b></p><p><b>　　3.3貝雷梁計算 </b></p><p>　　橫向布置14片，總長度24.12米，計算跨徑22.4米，根據以上計算結果，加強型最大受力為q=2.1t/m，內力如圖4： </p&g

14、t;<p><b>　　圖4 </b></p><p>　　根據《裝配式公路鋼橋》（2001年6月出版）P59“桁架內力容許表”表3-6知：雙排單層加強型容許內力［M］=337.5t.m,［Q］=49.05t，彎距小于容許值，剪力在支座處最大，實際支撐點為三處，剪力分散后可滿足要求。 </p><p>　　裝配式貝雷架鋼橋撓度一般由兩部分組成：單銷間隙產

15、生的非彈性撓度和各種荷載引起的彈性撓度，兩次疊加為橋梁總撓度。非彈性撓度只對安裝過程產生影響，彈性撓度則是模板體系設置預拱度和砼裂縫控制時必須考慮的變形量。 </p><p>　　非彈性撓度的計算公式為：=d </p><p>　　式中：—簡支橋跨的非彈性撓度（cm）；d—桁架拼裝單位的長度（cm）； </p><p>　　n—每一跨的桁架拼裝單位數； </p

16、><p>　　a—相鄰兩跨拼裝單位之間由銷孔間隙產生的相對轉角（弧度）：a= </p><p>　　式中：—單銷與銷孔之間的間隙（mm）；h—桁架拼裝單位的高度（mm）。 </p><p>　　本支架跨度為24.12m，每跨由8個桁架單位組成，即n=8；貝雷架桁架拼裝單位長度d=3m，高度h=1.5m；單銷與銷孔之間的間隙=1mm，則f0=3.2cm。 </p&g

17、t;<p>　　彈性撓度采用《裝配式公路鋼橋》P34“桁架梁的彈性撓度計算”公式，將貝雷片單元體實腹梁撓度和實腹梁剪切撓度進行疊加即可。 </p><p>　　經計算，撓度=5.0cm，容許撓度［f］=L/400=5.6cm，滿足要求。 </p><p>　　3.4貝雷梁下分配梁計算 </p><p>　　采用3組2Ⅰ25b型鋼，按一組受力計算，結果偏

18、安全，其應力如圖5。 </p><p><b>　　圖5 </b></p><p>　　最大應力σ=152.1Mpa＜［σ］1.3=188Mpa，根據橋規(guī)，臨時結構容許應力提高1.3，反力如圖6。 </p><p><b>　　圖6 </b></p><p>　　萬能桿件頂分配梁計算 </p&

19、gt;<p>　　采用2I45b型鋼，按集中荷載作用于跨中計算，M=PL/4,根據以上計算結果，有M=64.8×2÷4=32.4t.m </p><p>　　σ=32.4×100000÷(2×1500)=108Mpa＜〔σ〕=1450 Mpa </p><p><b>　　萬能桿件計算 </b></

20、p><p>　　桿件配置，橫桿為2N1,豎桿為4N4，斜桿為2N3和2N5。 </p><p><b>　　計算內力見圖7。 </b></p><p><b>　　圖7 </b></p><p><b>　　反力圖見圖8。 </b></p><p><

21、b>　　圖8 </b></p><p>　　2N1允許軸力為63.3、-72.5,2N3允許軸力為34.3,4N4允許軸力為59、-66.8,內力均滿足使用要求。 </p><p>　　4貝雷架的搭設與安裝 </p><p><b>　　4.1支墩安裝 </b></p><p>　　萬能桿件支墩采用20

22、T吊車配合提升就位，現場人工安裝和連接。其安裝大樣詳見圖9。 </p><p><b>　　圖9 </b></p><p>　　4.2貝雷梁的安裝 </p><p>　　先單片拼裝成組桁架，再用吊車提升至支墩頂就位、組合及固定連接。 </p><p><b>　　5模板安裝 </b></p&g

23、t;<p>　　采用覆膜竹膠合板，板縫貼雙面膠，防止漏漿。受車行道凈空高度制約，且支墩的萬能桿件利用已有成品，其高度為4m，故貝雷架頂部與箱梁底模板之間無法用螺桿進行調節(jié)，只能在木枋與底板間用楔子調整其標高。 </p><p><b>　　6貝雷架的拆除 </b></p><p>　　支墩、分配梁及貝雷梁均采用剛性接觸，待鋼管砂筒泄砂后，架體豎向存在間隙

24、，以便于架體拆除。 </p><p><b>　　7技術措施 </b></p><p><b>　　7.1壓載試驗 </b></p><p>　　支架和模板安裝完成后，應進行支架預壓試驗。其目的有三個：一是檢驗貝雷架是否滿足受力要求；二是消除支架的非彈性變形；三是實測跨中撓度，驗算貝雷架理論撓度，為設置預拱度提供依據，保證

25、箱梁線型。 </p><p>　　7.1.1布荷原則：滿足荷載要求，預壓重量不得小于施工重量的120％。 </p><p>　　7.1.2材料選擇：為防止污染和損傷模板，預壓材料為袋裝河砂，容重為1400kg/m3。 </p><p>　　7.1.3荷載施加：在漸變段、端橫隔梁和腹板加厚處，其荷載應相應增加，詳見圖10。 </p><p>&

26、lt;b>　　圖10 </b></p><p>　　7.1.4預壓觀測：按端部、1/3跨和跨中進行觀測點斷面布置，以腹板處為主。 </p><p>　　加載前測量最初標高，加載到第一次砼澆筑的荷載時，持荷3小時，觀測支架變形，無異常情況，再施加剩余荷載，持續(xù)觀測24小時，每4小時觀測一次，然后卸荷。 </p><p>　　7.2底模預拱度設置 &l

27、t;/p><p>　　箱梁支架預壓時，貝雷架產生下?lián)?，因此施工前，底模應留設預拱度，其起拱依據為支架預壓試驗實測撓度，綜合考慮理論計算變形和地基情況。預拱度為拋物線設置。 </p><p><b>　　8體會 </b></p><p>　　8.1本工藝施工進度快、機械化作業(yè)程度高，取得了良好的經濟效益。 </p><p>　

28、　8.2為利用已有萬能桿件材料，但為了保證行車道凈空高度，無法設置高度調節(jié)螺桿，不利于底模標高調節(jié)，為架體拆除帶來很大困難。 </p><p>　　8.3應注意計算和收集箱梁分次澆筑時貝雷架的撓度值，防止二次撓度值過大，使砼產生裂縫。 </p><p>　　8.4減小貝雷架彎矩變形措施：由于貝雷片本身受力有限，大跨度撓度變形大，在條件允許的情況下，應設置中間支墩減小跨度。 </p&g

29、t;<p><b>　　9結束語 </b></p><p>　　本工程采用貝雷架施工，取得了可喜的成績，主要有以下幾點： </p><p>　　9.1解決了對架體 “大跨度、寬視野、高凈空”特殊要求的技術難題。 </p><p>　　9.2施工進度快、機械化程度高。 </p><p>　　9.3與落地腳手架