貝雷桁架掛籃的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

薛武強(qiáng)

（騰達(dá)建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，上海200122）

1 工程概況

上海鎮(zhèn)坪路跨蘇州河橋的主橋?yàn)?跨變高度懸澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，跨徑布置為30 m+47 m+30 m，中跨跨越蘇州河。上部箱梁為單箱三室雙向預(yù)應(yīng)力箱梁，箱梁頂板全寬為25.6 m，厚度為0.25 m；腹板為直腹板，中墩腹板高度2.6 m，跨中與邊墩腹板高度均為1.6 m，高度變化曲線采用二次拋物線；箱梁底寬16.8 m，底板厚220～500 mm。如圖1、圖2所示。

圖1 懸澆橋橫斷面圖（單位：mm）

圖2 1/2懸澆橋節(jié)段劃分立面圖（單位：mm）

主橋共3跨，2×6個(gè)懸澆節(jié)段，節(jié)段長(zhǎng)度為3.5 m和4.0 m，重量為152～175 t，采用四套掛籃對(duì)稱懸臂現(xiàn)澆施工，0號(hào)梁段搭設(shè)鋼托架澆筑。全橋共3個(gè)合攏段，按先邊跨、后中跨的順序合攏。

2 掛籃設(shè)計(jì)

2.1 掛籃選型

該工程橋?qū)?5.6 m，市場(chǎng)上無(wú)現(xiàn)成的掛籃可以應(yīng)用，需進(jìn)行特殊定制。由于承重梁是掛籃的主要受力構(gòu)件，承受施工設(shè)備和新澆混凝土的全部重量，并通過(guò)支點(diǎn)和錨固裝置將荷載傳到已施工好的梁段上，因此要求承重梁具有強(qiáng)度與穩(wěn)定性安全可靠、裝拆簡(jiǎn)單方便、移動(dòng)靈活、自重輕等特點(diǎn)，而選用貝雷桁架梁作為掛籃承重梁則能較好地符合上述要求，故該工程采用了自錨式貝雷桁架掛籃。

2.2 貝雷桁架掛籃設(shè)計(jì)

掛籃由底盤(pán)、側(cè)模、懸吊系統(tǒng)、主桁架、反滑梁，以及行走反壓系統(tǒng)組成，如圖3、圖4所示。

圖3 掛籃平面示意圖（單位：mm）

圖4 掛籃縱斷面示意圖（單位：mm）

2.2.1 底盤(pán)

由下橫梁、縱梁、橫楞、模板、兩側(cè)平臺(tái)，以及反滑外伸梁組成。下橫梁采用2[32a型鋼，長(zhǎng)度伸出箱梁翼板30 cm，前后間距5.2 m，下橫梁設(shè)銷(xiāo)孔板與吊桿吊耳板用貝雷銷(xiāo)銷(xiāo)接?？v梁采用2[36a型鋼，間距根據(jù)箱梁形狀調(diào)整，縱梁與下橫梁焊接固定?？v梁頂每40 cm設(shè)[12.6橫楞，通長(zhǎng)布設(shè)，與縱梁間斷焊接，每邊比箱梁寬小3 cm。橫楞頂鋪設(shè)面板，在底模兩側(cè)設(shè)平臺(tái)供施工側(cè)模用。

2.2.2 側(cè)模

側(cè)模采用小槽鋼焊接而成的片架，片架間距70 cm，各片架通過(guò)小槽鋼連接成整體。如圖5所示。

圖5 1/2掛籃后支點(diǎn)橫斷面示意圖（單位：mm）

2.2.3 懸吊系統(tǒng)

吊桿采用Φ32高強(qiáng)度精軋螺紋鋼筋，吊桿底部焊接有采用3.5 cm鋼板鏜孔（直徑φ52 mm）后加工成的耳板，以方便吊掛底盤(pán)；吊桿頂部設(shè)置配套螺母、墊片、小分配梁，直接吊掛在上橫梁上。

2.2.4 主桁架

主桁架選用321貝雷桁架梁組拼而成。主桁架共設(shè)置4組，分別擱置在腹板頂部。每組主桁架均由三片貝雷桁架梁構(gòu)成，在下弦桿頂部每隔3.0 m設(shè)置1根I28型鋼，用U型鋼筋卡住貝雷桁架豎桿后焊接在型鋼頂部；每片貝雷桁架梁間每隔3.0 m設(shè)置1道[10剪刀撐；在上弦桿上設(shè)置上橫梁。通過(guò)將主桁架上、下弦桿牢固連接，組成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，如圖6所示。

圖6 1/2掛籃前支點(diǎn)橫斷面示意圖（單位：mm）

2.2.5 反滑梁

將兩根底盤(pán)縱梁反向接長(zhǎng)，并通過(guò)吊框懸吊在箱梁底板上，作為掛籃行走時(shí)的支點(diǎn)，即掛籃行走時(shí)共有四個(gè)吊點(diǎn)，保證了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。吊框上設(shè)貝雷平滾，使反伸梁能滑移，如圖7、圖8所示。

2.2.6 行走反壓系統(tǒng)

節(jié)段混凝土澆筑時(shí)在距前支點(diǎn)6 m處設(shè)一道2[25通長(zhǎng)型鋼，并用Φ32高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋錨固在已完成的箱梁上，每組主桁架兩側(cè)均設(shè)一根。

圖7 反滑梁實(shí)景

圖8 掛籃底盤(pán)與側(cè)模實(shí)景

掛籃行走時(shí)用另一根2[25通長(zhǎng)型鋼下設(shè)平滾并用Φ32高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋錨固在箱梁上，使主桁架能平穩(wěn)前移。

掛籃總長(zhǎng)度15 m，其中前支點(diǎn)前6 m，前支點(diǎn)后9 m?；炷翝仓r(shí)后錨梁距支點(diǎn)6 m。側(cè)模后支點(diǎn)在混凝土澆筑時(shí)懸掛在已完成箱梁塊件上，行走時(shí)通過(guò)銷(xiāo)孔落在底盤(pán)上。

3 掛籃施工

3.1 掛籃拼裝

在0＃塊施工完成后，即可在其上拼裝掛籃。各類(lèi)材料均采用吊機(jī)配合安裝。先在橋面上將每榀貝雷桁架拼裝成主梁，再將3片主梁固定在一起，形成掛籃主桁架，然后依次安裝反壓系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)等。掛籃底盤(pán)先在地面拼裝成型，然后采用多吊點(diǎn)整體吊裝的方法安裝到位。側(cè)模掛籃待0#塊施工完成后反吊在箱梁上，待掛籃拼裝好后，在掛籃后橫梁與墩頂之間設(shè)滑移軌道將側(cè)模整體平移至預(yù)定位置，然后安裝吊桿，如圖9、圖10所示。

圖9 掛籃拼裝實(shí)景

圖10 掛籃拼裝完成實(shí)景

由于每路主桁架均由3片貝雷梁拼裝而成，因此為確保3片貝雷梁共同參于受力，必須采用聯(lián)系型鋼將各貝雷梁固接成一體。考慮到主桁架頂部已設(shè)置了前、后上橫梁及行走反壓梁，因此僅需在底部設(shè)置聯(lián)系型鋼，如圖11所示。

圖11 貝雷間聯(lián)系型鋼實(shí)景

3.2 掛籃預(yù)壓

為取得掛籃在荷載作用下的彈性變形值，檢驗(yàn)掛籃強(qiáng)度和穩(wěn)定性，消除掛籃的非彈性變形，須對(duì)掛籃結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓荷載分多級(jí)，每級(jí)均取各節(jié)段重量的120%，采用水箱加載。兩只掛籃同步對(duì)稱進(jìn)行預(yù)壓、分級(jí)加載。加載時(shí)詳細(xì)記錄各級(jí)荷載下掛籃主桁架的撓度值，作為懸澆施工時(shí)立模標(biāo)高的參考。預(yù)壓完成后，掛籃即可投入使用。

3.3 掛籃移動(dòng)

掛籃前移方式是在主桁架下墊平滾后，用倒蓮牽引，每組主桁架均設(shè)一個(gè)倒蓮，具體過(guò)程不再詳述。但要注意的是，最終的支點(diǎn)墊設(shè)位置，必須位于貝雷梁的豎桿處，以避免桁架出現(xiàn)局部剪切扭曲，進(jìn)而導(dǎo)致掛籃失衡，發(fā)生事故，如圖12所示。

3.4 掛籃標(biāo)高與線型控制

由于每節(jié)段箱梁懸澆時(shí)掛籃主桁架的撓度值均不相同，因此每節(jié)段的掛籃移動(dòng)到位后，均需根據(jù)預(yù)壓試驗(yàn)記錄的各級(jí)荷載下主桁架的撓度值，調(diào)整掛籃底模前端頭的標(biāo)高，同時(shí)調(diào)整端點(diǎn)坐標(biāo)。

圖12 貝雷梁豎桿作用線示意圖

因箱梁懸臂澆筑施工，梁端高程隨荷載的變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，為使成橋后線形符合設(shè)計(jì)理想線形，預(yù)先對(duì)梁端進(jìn)行一定預(yù)拋高，因此：立模標(biāo)高=設(shè)計(jì)高程+掛籃變形+結(jié)構(gòu)預(yù)拋高。

3.5 箱梁合攏

合攏采用吊模法，利用箱梁一側(cè)的掛籃直接在現(xiàn)場(chǎng)改制成合攏段的吊架和模板。先拆除和卸落合攏段一側(cè)的掛籃，再將另一側(cè)掛籃主桁的一端穿過(guò)合攏段，使掛籃主桁支承在合攏段兩側(cè)的箱梁懸臂端，形成合攏段施工吊架，掛籃底盤(pán)和模板改制后，隨前、后上橫梁一起滑移就位，如圖13所示。

圖13 合攏段吊模實(shí)景

4 實(shí)踐效果

（1）在掛籃整個(gè)施工過(guò)程中，通過(guò)持續(xù)的測(cè)量觀測(cè)，不斷地在節(jié)段施工中修正掛籃前端上拋量，使橋梁成型后的全橋線形完全達(dá)到了設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。施工過(guò)程中掛籃未出現(xiàn)變形過(guò)大或者其它異常情況。

（2）該工程掛籃總重約61 t，如采用其它類(lèi)型的掛籃，則必須定型設(shè)計(jì)加工，總的費(fèi)用約為45萬(wàn)元，但采用貝雷桁架掛籃，除去一些小零件需定型加工外，其余型鋼與貝雷均利用了自有材料，總的費(fèi)用不超過(guò)10萬(wàn)元，大大節(jié)省了工程成本。

[1]孫九春，盧瑛.貝雷架作為橋梁承重支架應(yīng)用時(shí)的理論分析與實(shí)踐應(yīng)用研究[J].上海公路，2010，（1）：26-30.

[2]朱永偉.貝雷梁掛籃的設(shè)計(jì)與安裝 [J].四川建材，2011，（3）：209-210.