市政橋梁施工中的貝雷支架的設(shè)計(jì)與技術(shù)應(yīng)用

1、<p>　　市政橋梁施工中的貝雷支架的設(shè)計(jì)與技術(shù)應(yīng)用</p><p>　　摘要：貝雷支架承載力大,結(jié)構(gòu)靈活,拆裝方便,可多次重復(fù)使用,所以在橋梁施工中得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)介紹重慶某大道跨線橋現(xiàn)澆箱梁時(shí)，采用大跨度貝雷架上跨現(xiàn)有公路、確保交通的施工工藝。 </p><p>　　關(guān)鍵詞:市政橋梁工程;貝雷支架;設(shè)計(jì);施工技術(shù) </p><p>　　中圖分類號(hào)：T

2、U74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1前言 </b></p><p>　　貝雷支架現(xiàn)澆梁施工就是用貝雷片組裝成箱梁施工的支撐平臺(tái)，在貝雷架上進(jìn)行箱梁模板安裝、模板預(yù)壓、鋼筋安裝、砼澆筑、預(yù)應(yīng)力初張拉等施工項(xiàng)目。它與移動(dòng)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(méi)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(shè)置了跨度為38m的箱梁結(jié)構(gòu)，施工中必須采用大跨度的架體結(jié)構(gòu)來(lái)跨越，確保交通暢通。 </p><p>　　型鋼門洞的方案由于預(yù)留跨徑受限，設(shè)置連續(xù)多跨支架則有行車撞擊架體的安全隱患，且對(duì)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(diǎn)，經(jīng)多方論證，特在此跨中20.4m凈跨范圍內(nèi)，用貝雷桁架跨越行車道。 </p><p>　　3貝雷架系統(tǒng)的布置及設(shè)計(jì) </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(wàn)能桿件支墩組成。從上到下各部位順序、型號(hào)和高度見(jiàn)表1和圖1。 </p&

5、gt;<p>　　3.1.1基礎(chǔ)：剔除原路面，對(duì)原路基1.5m深度范圍內(nèi)軟基用砂碎石換填，澆筑11m×3m×0.3m的C30鋼筋砼整體基礎(chǔ)。在基礎(chǔ)上鋪設(shè)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(jì)6000000

6、牛頓，傳遞給2個(gè)基礎(chǔ)，每個(gè)基礎(chǔ)面積為11m×3m=33 m2），密實(shí)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(zhǎng)度150mm與壁厚12mm、直徑Ф180、長(zhǎng)度180mm的兩種鋼筒制作成一組，其組合長(zhǎng)度為250mm。每個(gè)支墩下1

7、2組，總計(jì)24組。為增加砂筒截面面積，Ф140內(nèi)用C40砼進(jìn)行填充，現(xiàn)驗(yàn)算截面積最小的Ф140砂筒應(yīng)力： </p><p>　　每個(gè)砂筒N=600÷24 =25T/個(gè)（貝雷架上部各種荷載總和為600噸，共計(jì)24個(gè)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(qiáng)度要

8、求。 </p><p>　　3.1.3萬(wàn)能桿件支墩：標(biāo)準(zhǔn)的2m×2m萬(wàn)能桿件與板件，外包尺寸高度為4125mm。 </p><p>　　3.1.4萬(wàn)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(nèi)用交叉角鋼連成整體，加強(qiáng)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(diǎn)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(shè)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(yàn)算 </p><p>　　本跨現(xiàn)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(jì)算跨徑22.4米，總長(zhǎng)24.12米。貝雷梁橫向布置14片，均為單層加強(qiáng)型，支墩為萬(wàn)能桿件。貝雷梁用量：50T；萬(wàn)能桿件用量：15T，型鋼分配梁：16T，本系統(tǒng)共81T。 </p><p>　　3.2.1計(jì)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(jì)算 </p><p>　　按計(jì)算荷載取1m長(zhǎng)度計(jì)算，型鋼分配梁采用Ⅰ16,布置于貝雷梁節(jié)點(diǎn)上，計(jì)算得各貝雷桁片處每米反力如圖2（單位：T）。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，以下均取一半計(jì)算。 </p><p><b>　　圖2 </b></p><p

13、>　　分配梁間距1.4m，其應(yīng)力如圖3（單位：Mpa）。 </p><p><b>　　圖3 </b></p><p><b>　　3.3貝雷梁計(jì)算 </b></p><p>　　橫向布置14片，總長(zhǎng)度24.12米，計(jì)算跨徑22.4米，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，加強(qiáng)型最大受力為q=2.1t/m，內(nèi)力如圖4： </p&g

14、t;<p><b>　　圖4 </b></p><p>　　根據(jù)《裝配式公路鋼橋》（2001年6月出版）P59“桁架內(nèi)力容許表”表3-6知：雙排單層加強(qiáng)型容許內(nèi)力［M］=337.5t.m,［Q］=49.05t，彎距小于容許值，剪力在支座處最大，實(shí)際支撐點(diǎn)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：?jiǎn)武N間隙產(chǎn)

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(duì)安裝過(guò)程產(chǎn)生影響，彈性撓度則是模板體系設(shè)置預(yù)拱度和砼裂縫控制時(shí)必須考慮的變形量。 </p><p>　　非彈性撓度的計(jì)算公式為：=d </p><p>　　式中：—簡(jiǎn)支橋跨的非彈性撓度（cm）；d—桁架拼裝單位的長(zhǎng)度（cm）； </p><p>　　n—每一跨的桁架拼裝單位數(shù)； </p

16、><p>　　a—相鄰兩跨拼裝單位之間由銷孔間隙產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)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(gè)桁架單位組成，即n=8；貝雷架桁架拼裝單位長(zhǎng)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(jì)算”公式，將貝雷片單元體實(shí)腹梁撓度和實(shí)腹梁剪切撓度進(jìn)行疊加即可。 </p><p>　　經(jīng)計(jì)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(jì)算 </p><p>　　采用3組2Ⅰ25b型鋼，按一組受力計(jì)算，結(jié)果偏

18、安全，其應(yīng)力如圖5。 </p><p><b>　　圖5 </b></p><p>　　最大應(yīng)力σ=152.1Mpa＜［σ］1.3=188Mpa，根據(jù)橋規(guī)，臨時(shí)結(jié)構(gòu)容許應(yīng)力提高1.3，反力如圖6。 </p><p><b>　　圖6 </b></p><p>　　萬(wàn)能桿件頂分配梁計(jì)算 </p&

19、gt;<p>　　采用2I45b型鋼，按集中荷載作用于跨中計(jì)算，M=PL/4,根據(jù)以上計(jì)算結(jié)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(wàn)能桿件計(jì)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(jì)算內(nèi)力見(jiàn)圖7。 </b></p><p><b>　　圖7 </b></p><p><b>　　反力圖見(jiàn)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(nèi)力均滿足使用要求。 </p><p>　　4貝雷架的搭設(shè)與安裝 </p><p><b>　　4.1支墩安裝 </b></p><p>　　萬(wàn)能桿件支墩采用20

22、T吊車配合提升就位，現(xiàn)場(chǎng)人工安裝和連接。其安裝大樣詳見(jiàn)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(wàn)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(wú)法用螺桿進(jìn)行調(diào)節(jié)，只能在木枋與底板間用楔子調(diào)整其標(biāo)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(shù)措施 </b></p><p><b>　　7.1壓載試驗(yàn) </b></p><p>　　支架和模板安裝完成后，應(yīng)進(jìn)行支架預(yù)壓試驗(yàn)。其目的有三個(gè)：一是檢驗(yàn)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(shí)測(cè)跨中撓度，驗(yàn)算貝雷架理論撓度，為設(shè)置預(yù)拱度提供依據(jù)，保證

25、箱梁線型。 </p><p>　　7.1.1布荷原則：滿足荷載要求，預(yù)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(yù)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(yīng)相應(yīng)增加，詳見(jiàn)圖10。 </p><p>&

26、lt;b>　　圖10 </b></p><p>　　7.1.4預(yù)壓觀測(cè)：按端部、1/3跨和跨中進(jìn)行觀測(cè)點(diǎn)斷面布置，以腹板處為主。 </p><p>　　加載前測(cè)量最初標(biāo)高，加載到第一次砼澆筑的荷載時(shí)，持荷3小時(shí)，觀測(cè)支架變形，無(wú)異常情況，再施加剩余荷載，持續(xù)觀測(cè)24小時(shí)，每4小時(shí)觀測(cè)一次，然后卸荷。 </p><p>　　7.2底模預(yù)拱度設(shè)置 &l

27、t;/p><p>　　箱梁支架預(yù)壓時(shí)，貝雷架產(chǎn)生下?lián)希虼耸┕で埃啄?yīng)留設(shè)預(yù)拱度，其起拱依據(jù)為支架預(yù)壓試驗(yàn)實(shí)測(cè)撓度，綜合考慮理論計(jì)算變形和地基情況。預(yù)拱度為拋物線設(shè)置。 </p><p><b>　　8體會(huì) </b></p><p>　　8.1本工藝施工進(jìn)度快、機(jī)械化作業(yè)程度高，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　

28、　8.2為利用已有萬(wàn)能桿件材料，但為了保證行車道凈空高度，無(wú)法設(shè)置高度調(diào)節(jié)螺桿，不利于底模標(biāo)高調(diào)節(jié)，為架體拆除帶來(lái)很大困難。 </p><p>　　8.3應(yīng)注意計(jì)算和收集箱梁分次澆筑時(shí)貝雷架的撓度值，防止二次撓度值過(guò)大，使砼產(chǎn)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(yīng)設(shè)置中間支墩減小跨度。 </p&g

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