大跨度雙層貝雷桁架現(xiàn)澆箱梁支架施工技術(shù)

朱克東

(廣州市市政工程機械施工有限公司)

1 工程概況

永和大道改造工程主橋(3—7 軸)左幅采用(33.5 +48+48 +30.5)m 變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，右幅采用(30.5 +48+48 +33.5)m 變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁。高1.5 ～2.7 m，懸臂長3 m，支點附近腹板寬為0.5 ～0.8 m，跨中腹板寬厚度為0.5 m，頂板厚采用0.26 m、底板厚為0.25 m，頂?shù)装逶谥c處均采用變高腹板采用斜腹板，斜率為4∶1。

主橋5－6 軸縱跨搖田河上的30 m 跨舊橋，根據(jù)設(shè)計要求，舊橋不能作為現(xiàn)澆箱梁的支架搭設(shè)平臺。針對現(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境，采用了雙層大跨度貝雷桁架現(xiàn)澆箱梁支架方案縱跨舊橋。

2 支架設(shè)計

2.1 基礎(chǔ)設(shè)計

貝雷支架體系基礎(chǔ)采用φ120 cm 的鉆孔樁基礎(chǔ)，每側(cè)4根，一幅橋共8 根，樁基礎(chǔ)上設(shè)置鋼筋混凝土承臺，承臺上設(shè)置鋼管立柱。

為盡量減少貝雷架縱梁的跨度，同時，將新樁對舊橋樁基礎(chǔ)的影響降到合理的程度，取新舊樁之間的規(guī)范要求的最小距離3 m，即貝雷支架體系的最小計算跨度37 m，貝雷架拼裝長度39 m。

2.2 貝雷桁架縱梁的設(shè)計

底板和腹板滿布10 排三排雙層加強型貝雷桁架，翼板處設(shè)置每邊設(shè)置2 組雙層雙排貝雷桁架，貝雷架均采用國產(chǎn)加強型。

3 貝雷桁架縱梁的受力復(fù)核計算

按《橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，恒載安全系數(shù)1.2，活載安全系數(shù)1.4。由于箱梁結(jié)構(gòu)寬度較大，為保證貝雷架縱梁的局部受力穩(wěn)定性，受力復(fù)核分為底板位置、腹板位置和翼板位置的支架受力復(fù)核計算及結(jié)構(gòu)整體支架受力復(fù)核計算。

3.1 荷載

為簡化計算，變截面箱梁以最大截面位置作為支架驗算依據(jù)，梁截面的橫向劃分為底板位置、腹板位置和翼板位置分別圖1 中的①、②和③。

圖1

(1)結(jié)構(gòu)自重

通過計算，底板位置、腹板位置、翼板位置的自重荷載分別為77.54 kN/m、59.28 kN/m 和19.44 kN/m。

(2)支架自重

支架自重分為兩個部分，一部分為底模、大楞、小楞、槽鋼等自重，另一部分為貝雷架的自重

式中:G支架為貝雷架平臺每延米計算荷載;G1為貝雷架支架及方木重量，計算得單邊翼板位置為5.76 kN/m，單邊腹板位置為5.5 kN/m，底板位置為8.16 kN/m;G2為貝雷架梁自重，雙排雙層貝雷架取4.82 kN/m，三排雙層貝雷架取7.08 kN/m。

根據(jù)公式1，單側(cè)翼板位置支架自重為15.4 kN/m，單側(cè)腹板位置支架自重為26.74 kN/m，底板位置的支架自重為36.48 kN/m。

(3)施工人員、施工料具堆放、運輸荷載:2.5 kN/m。

(4)傾倒混凝土時產(chǎn)生的沖擊荷載:2.0 kN/m。

(5)振搗混凝土產(chǎn)生的荷載:2.0 kN/m。

3.2 荷載組合

計算強度(組合公式)

根據(jù)公式2，底板位置、單側(cè)腹板位置和單側(cè)翼板位置及整個箱梁底貝雷架的計算強度分別為145. 92 kN/m、112.32 kN/m、50.91 kN/m 和435.99 kN/m。

3.3 縱梁荷載計算簡化模型計算

貝雷桁架支架簡化為簡支梁，受力形式為均布荷載。則簡支梁最大的彎矩計算公式為

最大的剪力計算公式

最大的擾度計算公式

式中(3)、(4)、(5)

q 為簡支梁上每延米的均布荷載;L 為簡支梁的計算長度;E 為簡支梁的彈性模量;I 為簡支梁的慣性矩。

根據(jù)公式(3)、(4)、(5)的計算公式，則翼板處、腹板處、底板處及整個箱梁的貝雷架計算如下。

(1)翼板處計算

①彎矩計算

②剪力計算

③擾度計算

多年來，我們對畢業(yè)生的追蹤調(diào)查顯示：我校畢業(yè)生求知欲強、知識面廣、思維靈活、善于學(xué)習，綜合運用知識解決問題的意識與能力強，這是我們最欣慰的地方。

則翼板處兩組雙排雙層貝雷架滿足受力要求。

(2)腹板處計算

①彎矩計算

②剪力計算

③擾度計算

則腹板處單邊三組三排雙層貝雷架滿足受力要求。

(3)底板處計算

①彎矩計算

②剪力計算

③擾度計算

則底板處四組三排雙層貝雷架滿足受力要求。

(4)箱梁貝雷架整體計算

①彎矩計算

②剪力計算

③擾度計算

則箱梁支架體系的貝雷架滿足受力要求。

4 大跨度貝雷架搭設(shè)施工要點

(1)為便于橋梁下部道路的施工，支架基礎(chǔ)采用低樁承臺，本設(shè)計的承臺地面低于道路完成面50 cm，承臺上部設(shè)置雙排φ630 鋼管立柱。

(2)為便于施工完成后模板的拆除，在貝雷架梁底設(shè)置沙箱式臨時支座。

(3)該支架體系的貝雷架架跨度37 m，三排雙層貝雷架的重量28 t，吊裝難度大，為了保證貝雷架橫向穩(wěn)定性，采取現(xiàn)場地面分組拼裝分層吊裝的方式，吊裝到位后及時采取臨時固定措施。

(4)由于支架全部采用雙層貝雷架，高度較大，為加強貝雷架體系的整體性，施工時，箱梁中間的底板和腹板位置采用10組三排雙層貝雷架，組與組之間用u 型扣鎖定，每3 m 設(shè)置一道;翼板位置采用兩組雙排雙層貝雷架，組與組之間每3 m 設(shè)一道剪刀撐，剪刀撐采用用［10 槽鋼制作，螺栓連接。

(5)貝雷架上橫向分配梁為I25a 型工字鋼，間距0.6 m，貝雷梁與I25a 橫向分配梁采用U 形扣鎖定;翼板位置鋼管架底部鋪設(shè)縱向［10 槽鋼，槽口向上，間距為0.35 m。

(6)支架預(yù)壓:按箱梁重量120%、模板重量及施工荷載組合，確定壓載重量，采用砂袋均勻堆壓于支架上，根據(jù)預(yù)壓沉降數(shù)據(jù)，調(diào)整底模標高。

(7)箱梁混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑箱梁的底板和腹板，第二次澆筑箱梁的頂板和翼板。

(8)上部支架體系共選擇5 條貝雷架進行監(jiān)測，分別為底板、腹板和翼板位置，監(jiān)測點設(shè)置為:①應(yīng)力監(jiān)測點設(shè)置在貝雷架跨中位置的上下弦桿上，共設(shè)置8 個點。②擾度監(jiān)測點設(shè)置在貝雷架跨中、1/4 和3/4 位置，共15 個點。

5 監(jiān)測結(jié)果分析

在現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)的整個施工中，我們通過監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)貝雷架最大擾度0.051 m，應(yīng)力為70 MPa，均比計算值偏小;由于變截面箱梁中間位置的梁重小于理論計算值，因此，設(shè)計與實際基本吻合，大跨度的貝雷桁架支架體系的安全性在可控范圍之內(nèi)。

6 結(jié)束語

工程現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁采用大跨度雙層貝雷桁架支架，通過對支架的局部受力驗算和整體驗算，使貝雷桁架的設(shè)置更為合理，大大降低了局部失穩(wěn)破壞的風險，通過各種措施的實施確保了施工的安全順利進行。實踐證明大跨度雙層貝雷梁桁架具有較大的跨越能力和施工可靠性，可供類似工程參考。

［1］ 黃紹金 劉陌生，裝配式公路鋼橋多用途使用手冊［M］. 人民交通出版社.

［2］ 杜榮軍，混凝土工程模板與支架技術(shù)［M］. 北京:機械工業(yè)出版社，2005.

［3］ 江正榮，建筑施工計算手冊［M］. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.