一跨式雙層貝雷架現(xiàn)澆施工技術(shù)

張金華

貝雷架是橋梁上部結(jié)構(gòu)中最為重要的支撐體系，因?yàn)樵摷芰航Y(jié)構(gòu)中涉及的構(gòu)件數(shù)量較少，自身重量輕、施工操作便捷、工程造價(jià)不高，因此被廣泛應(yīng)用于市政橋梁或者是大跨徑橋梁工程建設(shè)中。貝雷架由貝雷片、銷軸、花窗組成，根據(jù)其結(jié)構(gòu)受力特性，又可分為上承式、下承式兩種。在橋梁上部結(jié)構(gòu)施工中，常用上承式結(jié)構(gòu)，由于貝雷架承載力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)剛性大，常用于大跨度橋梁施工。但大跨度橋梁往往上跨河涌或既有路，施工難度大，中間支撐受場(chǎng)地制約，為滿足一跨式需求，常常采用對(duì)貝雷架進(jìn)行改裝，最常見的為采用雙層式貝雷架，即可滿足施工結(jié)構(gòu)剛性要求，又可增大結(jié)構(gòu)跨度。

一、工程概況

牛湖特大橋位于湖北省黃岡市陽新縣境內(nèi)，屬于丘陵地區(qū)，主要跨牛湖而設(shè)，橫穿牛湖。牛湖與富河相連，湖面1200畝，三面環(huán)山底平如砥，夏漲秋涸。兩側(cè)橋臺(tái)及橋臺(tái)附近為丘坡，地勢(shì)起伏教大，植被茂密。

牛湖特大橋全橋長(zhǎng)度為1245.80m，含簡(jiǎn)支箱梁30-32m+1-（40+56+40m）連續(xù)梁+（2-24m+2-32m）簡(jiǎn)支箱梁。（2-24m+2-32m）簡(jiǎn)支箱梁位于地勢(shì)起伏大，植被茂密處，支架施工難度大。因此，為了安全和節(jié)約成本，針對(duì)該簡(jiǎn)支梁施工方案進(jìn)行討論和研究，經(jīng)過確定采用以雙層貝雷架為主縱梁的支架結(jié)構(gòu)形式，將施工跨度提高到27m，經(jīng)驗(yàn)算滿足施工要求。

二、施工設(shè)計(jì)

新建大冶北至陽新鐵路牛湖特大橋一跨式雙層貝雷架簡(jiǎn)支箱梁現(xiàn)澆支架采用鋼管貝雷梁支架（布置橫斷面圖、縱斷面圖如圖1與圖2），自上而下結(jié)構(gòu)為：6mm厚鋼板；[10槽鋼（縱向），間距10cm；I36b工字鋼（橫向），間距120cm；雙層27排貝雷梁；雙拼HN600×200×11×17主橫梁；I36b工字鋼斜撐（單根）φ630mm砂箱；φ630mm螺旋鋼管柱（壁厚10mm）。鋼管立柱搭設(shè)于承臺(tái)面，搭設(shè)部位布設(shè)2cm厚底座鋼板，鋼板錨固于承臺(tái)上，錨固深度0.5m，鋼管立柱與底座鋼板滿焊連接并加焊8塊2cm厚加勁鋼板，加勁鋼板間距17cm。

圖1 支架布置橫斷面圖

圖2 支架布置縱斷面圖

三、施工檢算

1.計(jì)算模型建立

建模計(jì)算采用有限元程序 MIDAS Civil 2012，對(duì)新建大冶北至陽新鐵路牛湖特大橋一跨式雙層貝雷架簡(jiǎn)支箱梁現(xiàn)澆支架各構(gòu)件、材料、約束與工況荷載進(jìn)行模擬，最后達(dá)到計(jì)算檢驗(yàn)的目的。

2.荷載計(jì)算

（1）施工荷載及現(xiàn)澆支架結(jié)構(gòu)自重

①人員、機(jī)具等的荷載按2.5kN/m2計(jì)算，另外以集中荷載2.5kN進(jìn)行計(jì)算（荷載分項(xiàng)系數(shù)按1.4計(jì)）。

②混凝土的振搗荷載（作用范圍在有效壓頭高度之內(nèi)），對(duì)水平面模板按2.0kN/ m2計(jì)算，對(duì)垂直平面模板按4.0kN/ m2計(jì)算（荷載分項(xiàng)系數(shù)按1.4計(jì)）。

③計(jì)算支架立柱的其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，均布荷載取1.0kN/ m2。

④現(xiàn)澆支架結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的重量在分析計(jì)算時(shí)由程序自動(dòng)考慮（荷載分項(xiàng)系數(shù)按1.2計(jì)）。

⑤實(shí)體腹板下的底板模板受力最大，梁高度2.6m、寬度0.26m的實(shí)體部位，作為控制計(jì)算部位。

（2）施工荷載計(jì)算

荷載按橫向1m寬度取：①模板自重0.565kN/m；②混凝土81.12kN/m；③施工荷載：均布荷載3.5kN/m；④集中荷載3.5kN；⑤混凝土振搗荷載2.8kN/m。

3.結(jié)論

貝雷梁的組合應(yīng)力、剪應(yīng)力以及變形均滿足規(guī)范要求，支撐架最大軸向應(yīng)力滿足規(guī)范要求。

四、支架預(yù)壓

1.預(yù)壓目的

（1）檢驗(yàn)大跨度貝雷架的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

（2）消除混凝土施工前支架、底模、側(cè)模的非彈性變形。檢驗(yàn)支架、底模、側(cè)模的受力情況和彈性變形情況，測(cè)量出彈性變形。根據(jù)彈性變形，澆筑混凝土前對(duì)支撐系統(tǒng)及模板系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)抬。

2.預(yù)壓方法

預(yù)壓在支架、箱梁底模、側(cè)模安裝完畢后進(jìn)行，采用砂袋堆載預(yù)壓，砂袋總重量不小于梁段混凝土總重量的1.2倍。采用80%、100%、120%三階段預(yù)壓，左右均勻?qū)ΨQ壓載，記錄計(jì)算彈性變形和塑性變形量，再結(jié)合設(shè)計(jì)給出的預(yù)拋高值，調(diào)整立模高度，設(shè)置預(yù)拱度進(jìn)行施工。

五、貝雷架的安拆

貝雷梁安裝：梁段長(zhǎng)32.6m，貝雷梁全長(zhǎng)采用單榀10片33m，貝雷梁預(yù)先在地面每?jī)砷闯梢唤M，然后再吊裝?，F(xiàn)場(chǎng)選用50t汽車吊進(jìn)行吊33m貝雷梁，拼裝時(shí)每組貝雷梁間隔一定間距連接，保持穩(wěn)定。然后用50t吊車將已聯(lián)結(jié)好的貝雷架按順序吊裝到位，2臺(tái)汽車吊配合將貝雷梁吊裝到位，吊裝完成后用精軋螺紋鋼筋貝雷片連接為一組，兩組貝雷片之間采用自制花窗進(jìn)行對(duì)拉。

貝雷梁拆除：拆除完分布梁后，汽車吊站位與安裝貝雷梁時(shí)相同，逐榀吊下貝雷梁。

六、實(shí)施效果

本項(xiàng)施工技術(shù)在“大冶北至陽新鐵路牛湖特大橋”施工中得到了充分應(yīng)用，該簡(jiǎn)支梁梁段長(zhǎng)32.6m，鋼筋混凝土體積為271.9m3，重706.9t，且位于丘坡地勢(shì)起伏大、植被茂密處，因而支架施工難度大；采用一跨式雙層貝雷架的施工技術(shù)優(yōu)化了簡(jiǎn)支梁施工工藝，實(shí)現(xiàn)了施工跨度提高到27m的目的，施工效率高。該工藝對(duì)比傳統(tǒng)多工藝優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)境下大跨度簡(jiǎn)支梁支架一體化施工的目的。

（2）利用貝雷梁作為支架系統(tǒng)，用螺旋鋼管支撐在承臺(tái)上，貝雷桁架是與定型產(chǎn)品，承臺(tái)屬于剛性結(jié)構(gòu)，因此支架系統(tǒng)僅在第一孔時(shí)預(yù)壓，后續(xù)施工不再需要預(yù)壓，加快施工進(jìn)度，節(jié)約預(yù)壓成本，節(jié)省基地處理費(fèi)用。

（3）避免了地基處理，克服了不均勻沉降對(duì)現(xiàn)澆箱梁施工線形的影響，為簡(jiǎn)支梁施工安全提供一種安全、經(jīng)濟(jì)、快速的施工方法。

（4）承重能力強(qiáng)，方便了施工的整體連貫性。

（5）鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，其實(shí)施成果得到了業(yè)主、監(jiān)理單位的一致好評(píng)，為項(xiàng)目總工期節(jié)約時(shí)間，保證了安全質(zhì)量，取得了良好的社會(huì)效益。

七、結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行貝雷架施工過程中，需要結(jié)合工程實(shí)際情況制定合理的施工方案，并在支架搭設(shè)完成后進(jìn)行預(yù)壓工作，全面保證支架結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和負(fù)荷能力。依據(jù)本計(jì)算方法設(shè)計(jì)的一跨式雙層貝雷架結(jié)構(gòu)，在工程中獲得了廣泛應(yīng)用。