摘要：介紹貝雷支架是一定單元的鋼架組合而成，可以由它拼接組裝成各種構(gòu)件、設(shè)備、如龍門吊、施工平臺(tái)等。貝雷梁支架體系的設(shè)計(jì)首先要確定施工荷載，滿足穩(wěn)定性和剛度的要求。橫梁及支撐體系均由貝雷架拼裝組成，支撐體系由支撐立柱和支撐主梁組成。以跨度122米的北京動(dòng)車走行線跨京開(kāi)高速公路和南三環(huán)主干道段為例，介紹了貝雷梁支架的樁基礎(chǔ)施工、貝雷梁的拼裝、貝雷梁的吊裝、特別是貝雷梁預(yù)壓、監(jiān)測(cè)、卸載及調(diào)整的施工方法，對(duì)同類大跨度橋梁的梁體施工具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：技術(shù)要求 設(shè)計(jì)原則 受力計(jì)算 施工工藝 預(yù)壓卸載 貝雷梁

1 概述

北京動(dòng)車走形線工程在跨越京開(kāi)高速公路和南三環(huán)主干道段均采用71m+121m+71m三跨連續(xù)箱梁。線路采用五線并行的曲線段設(shè)置，主跨跨度為121m，為解決無(wú)法封閉道路施工現(xiàn)澆連續(xù)梁的施工問(wèn)題，采用貝雷梁支承體系搭設(shè)平臺(tái)，根據(jù)既有市政道路綠化帶位置，在交通隔離帶中設(shè)置臨時(shí)支墩搭設(shè)貝雷立柱，貝雷支撐平臺(tái)變成多跨簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)形式，以道路寬度設(shè)定貝雷梁寬度。

為保證交通道路的正常通行，臨時(shí)墩基礎(chǔ)采用人工挖孔樁，全部設(shè)置在隔離帶范圍以內(nèi)。整體支撐體系由臨時(shí)墩支撐立柱和支撐主梁組成，主要承載構(gòu)件采用“321”裝配式公路鋼橋中的桁架片。支撐主梁為雙層連續(xù)結(jié)構(gòu)，支撐立柱采用排架式立柱。 整體支架體系平臺(tái)采用雙層貝雷梁支架組合結(jié)構(gòu)。形成整體梁部的施工平臺(tái)。保證市政交通正常通行條件下，不間斷的施工作業(yè)。

2 主要技術(shù)要求

2.1 三跨連續(xù)箱梁

① 設(shè)計(jì)荷載：122m橋梁節(jié)段自重+施工荷載

② 橋梁長(zhǎng)度：京滬左線跨公路(A1雙線)長(zhǎng)度120.39m，京滬左線跨公路(A2三線)長(zhǎng)度122.29m；

③ 橋梁寬度: A1雙線為11.65m，A2三線為16.65m， A1雙線與A2三線橫向間距為15cm，橋梁總寬度為28.45m。

④ 橋梁平曲半徑:800m

⑤ 支撐體系最小寬度：32m

2.2有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)

⑴ 設(shè)計(jì)荷載

① 模板、支架自重

施工模板系自重按 計(jì)算。

② 節(jié)段梁結(jié)構(gòu)自重

預(yù)應(yīng)力混凝土:γ=26.5kN/m3。

③ 施工人員和施工材料、機(jī)具等行車運(yùn)輸?shù)暮奢d

計(jì)算支撐立柱及支撐主梁的其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，均布荷載可取1.0kPa。

④ 振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載

對(duì)水平面模板為2.0kPa。

⑤ 荷載組合

計(jì)算強(qiáng)度時(shí)用荷載組合：①+②+③+④

計(jì)算剛度時(shí)用荷載組合：②

⑵ 穩(wěn)定性要求

支撐立柱應(yīng)保持穩(wěn)定，并用撐拉桿固定。當(dāng)驗(yàn)算模板及其支架在自重和風(fēng)荷載等作用下的抗傾倒穩(wěn)定時(shí)，驗(yàn)算傾?的穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。

⑶ 支撐體系主梁剛度

支撐體系主梁彈性撓度f(wàn)應(yīng)小于結(jié)構(gòu)跨度L的1/400：[f]? L/400。

3.設(shè)計(jì)原則

支撐體系由支撐立柱和支撐主梁組成。主要承載構(gòu)件采用“321”裝配式公路鋼橋中的桁架片，見(jiàn)圖3-1。根據(jù)地面標(biāo)高情況，設(shè)計(jì)兩種立柱，高分別為4.5m和6m，分別由3m桁架片和1.5m桁架片、3m桁架片和3m桁架片組成。由于地基承載力較高，用“321”裝配式公路鋼橋桁架拼成桁架式支撐立柱。支撐立柱采用排架式立柱見(jiàn)圖3-2。

排架式立柱（圖3-2）是將拼裝的桁架平面平行于主梁方向布置，桁架直立在主梁主桁架正下方，單耳板朝下插入礎(chǔ)板，用桁架銷連接。排架式立柱桁架橫向間距為45cm，再用支撐架作縱、橫向系材。支撐立柱的頂部用特制的上頂梁作為支撐立柱的冠材，上項(xiàng)梁為工字鋼25b。上頂梁上鋪設(shè)2根墊梁作為主梁的支點(diǎn)，墊梁橫向間距為100cm。每根墊梁由兩根40b工字鋼焊接而成。

4 樁身設(shè)計(jì)

（1）采用人工挖孔灌注摩擦樁，直徑為1.2m，樁中心距為3m。樁頂承受最大軸壓力PMAX=2296kN，彎矩為1607kN?m。

式中 [P]——樁的容許承載力（kN）；

U——樁身截面周長(zhǎng)(m)；

——各土層的極限摩擦力(kPa)

——各土層的厚度(m)

——樁底支承面積(m2)，按設(shè)計(jì)樁徑計(jì)算

——樁尖處地基土的容許承載力(kPa)

入土深度為13m時(shí)，[P]=2565KN﹥PMAX=2296Kn

安全系數(shù)為2.2，滿足要求。

（2）樁頂帽梁設(shè)計(jì)

樁身直徑為1.2m，樁中心距為3m，樁頂帽梁高度為1m，寬度1.8m，計(jì)算跨度為1.8m。受豎向力3×306KN，力間距為0.45m，豎向力間距為0.45m。帽梁采用C30混凝土，彈性模量 ，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 。帽梁 ， 。

鋼筋采用HRB335，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ，彈性模量 。鋼筋直徑 ，間距為15cm。

與計(jì)算跨徑相同的簡(jiǎn)支板跨中彎矩：

支點(diǎn)彎矩：

跨中彎矩：

帽梁彎應(yīng)力 ，滿足要求。

5 施工工藝

5.1基礎(chǔ)施工及基礎(chǔ)預(yù)埋件設(shè)置

基礎(chǔ)采用人工挖孔樁開(kāi)挖、澆筑后設(shè)置冠梁，在冠梁澆筑前，需將貝雷柱預(yù)埋件與冠梁鋼筋網(wǎng)進(jìn)行焊接，預(yù)埋件為280mm×200mm×20mm鋼板及Ф22螺栓。預(yù)埋鋼板與冠梁混凝土面平齊，每榀貝雷梁四個(gè)角的預(yù)埋鋼板預(yù)埋件設(shè)預(yù)埋螺栓，預(yù)埋螺栓外露100mm。

5.2貝雷梁拼裝施工工藝

第一步：將桁架片連接成一排立柱；

第二步：在每排立柱上安裝寬度為1.8m的上頂梁（25b工字鋼），在每排貝雷柱底端安裝礎(chǔ)板，其構(gòu)造與方柱式相同，用桁架銷連接；

第三步：將四排拼裝好的立柱用1350支撐架組成一榀；

第四步：每?jī)砷惱字?0#槽鋼連接。

礎(chǔ)板在貝雷柱吊裝之前與貝雷柱連接號(hào)，墊梁則在貝雷柱吊裝完畢后由安裝在整排貝雷柱上。墊梁為2根40b工資鋼焊接而成。

5.3貝雷梁拼裝

貝雷梁的連接使用90支撐架，貝雷片之間的間距有22.5cm、45cm、90cm三種，為提高吊裝效率及穩(wěn)定性，每2榀貝雷梁連接起來(lái)作為一個(gè)吊裝單元。

第一步：橫向兩貝雷片由陰頭與陽(yáng)頭加貝雷銷連接；

第二步：縱向兩貝雷片連接為90支撐架，用螺栓與支撐架孔連接；

第三步：上下兩層貝雷片通過(guò)桁架螺栓與弦桿螺栓孔連接；

第四步：每吊裝單元貝雷梁同樣通過(guò)10#槽鋼與支撐架孔連接。

5.4貝雷梁支架預(yù)壓及觀測(cè)

在組裝好的貝雷梁桁架吊裝就位后，為保證貝雷支撐體系的整體穩(wěn)定和梁體澆筑后的線型要求，對(duì)某區(qū)域的區(qū)域貝雷梁支撐體系進(jìn)行等效預(yù)壓，根據(jù)貝雷梁吊裝進(jìn)度，選定跨三環(huán)北側(cè)輔路區(qū)域5號(hào)梁雙線進(jìn)行預(yù)壓。

5.4.1施工工藝流程：

貝雷梁吊裝 → 布置觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)加載前各測(cè)量點(diǎn)標(biāo)高值H1 → 吊裝預(yù)壓材料及相關(guān)加固作業(yè) → 加載 → 觀測(cè)布載后各測(cè)量點(diǎn)標(biāo)高值H2 → 觀測(cè)卸載前各測(cè)量點(diǎn)標(biāo)高值H3 → 卸載 → 觀測(cè)卸載后各測(cè)量點(diǎn)標(biāo)高值H4 → 根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整底模標(biāo)高。

5.4.2荷載分布及重量情況：

加載根據(jù)實(shí)際堆碼量進(jìn)行加載，加載完一次觀測(cè)一次，直至加載至120%。

5.4.3布置測(cè)量標(biāo)高點(diǎn)

為了臨時(shí)基礎(chǔ)沉降及貝雷梁擾度變化情況，在加載預(yù)壓之前測(cè)出各測(cè)量控制點(diǎn)標(biāo)高，沉降變形觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：支點(diǎn)處、1/4、1/2跨以及支撐腳手架區(qū)域分別設(shè)一個(gè)觀測(cè)斷面。每個(gè)觀測(cè)斷面布置5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)下圖。共布置20個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)設(shè)在貝雷梁底。

臨時(shí)基礎(chǔ)承臺(tái)上每隔4米設(shè)置一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，共8個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。沉降觀測(cè)采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行觀測(cè)。

5.4.4加載

加載順序先底板，后腹板，然后翼緣板。為保證荷載吊裝的準(zhǔn)確性，必須按荷載分布圖在現(xiàn)場(chǎng)確定準(zhǔn)確的荷載位置，現(xiàn)場(chǎng)采用鋼筋分區(qū)布置，模擬橋梁荷載分布。

加載前測(cè)量各點(diǎn)標(biāo)高值H1（即貝雷梁支架體系平臺(tái)標(biāo)高），布載結(jié)束后立即進(jìn)行觀測(cè)各測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)高值H2，并做好相應(yīng)的記錄。（注：H2數(shù)值應(yīng)用測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)減去貝雷柱及臨時(shí)基礎(chǔ)沉降值）

5.4.5卸載

卸載過(guò)程的操作基本加載過(guò)程相反，按實(shí)際卸載量進(jìn)行觀測(cè)。

（1）測(cè)量卸載前各測(cè)量點(diǎn)標(biāo)高值H3

維持布載沉降穩(wěn)定后、卸載前測(cè)量各測(cè)量點(diǎn)標(biāo)高值H3。

（注：H3數(shù)值應(yīng)用測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)減去貝雷柱及臨時(shí)基礎(chǔ)沉降值）

（2）觀測(cè)卸載后各測(cè)量點(diǎn)標(biāo)高H4

卸載后測(cè)量出各測(cè)量點(diǎn)標(biāo)高值H4，此時(shí)就可以計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的變形如下：

非彈性變形f3=H1-H4。通過(guò)試壓后，可認(rèn)為貝雷支架的非彈性變形已經(jīng)消除。

彈性變形f2=H4-H3。根據(jù)該彈性變形值，在底模上設(shè)置預(yù)拱度δ2，以使支架變形后梁體線型滿足設(shè)計(jì)要求。

另外，根據(jù)H2和H3的差值，可以大體看出持續(xù)荷載對(duì)貝雷梁支架變形的影響程度。

（3）觀測(cè)周期（階段）記錄

加載前首次做好標(biāo)號(hào)，加載后，前24小時(shí)內(nèi)每間隔6小時(shí)觀測(cè)記錄至變形量不再明顯變化；卸載后，計(jì)算出其彈性變形和塑性變形，據(jù)此調(diào)整貝雷梁上支架底模標(biāo)高。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)貝雷梁組合支架支撐體系在施工過(guò)程中的預(yù)壓以及成橋過(guò)程中各項(xiàng)觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，只要基礎(chǔ)加固處理得當(dāng)，支架組裝合理，支架法施工完全可以達(dá)到大跨連續(xù)梁設(shè)計(jì)控制形變范圍內(nèi)，較之懸臂法施工，可有效縮短工期，簡(jiǎn)化施工環(huán)節(jié)。

北京動(dòng)車段走形線工程中的貝雷梁“棚架法”組合支撐體系的成功運(yùn)用對(duì)今后城市中既要按時(shí)保證工期又要克服周邊交通道路環(huán)境影響的橋梁施工提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)對(duì)樹(shù)立中鐵六局企業(yè)形象，創(chuàng)造良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益都有巨大的參考價(jià)值。

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