周 寧

(中鐵二局第四工程有限公司，山西呂梁033000)

跨公路橋施工為了不阻斷公路交通，通常采用懸臂澆筑法施工，但有時(shí)候條件限制下必須采用滿堂支架施工，這就需要在滿堂支架下預(yù)留過車門洞，一般采用工字鋼或者其他型鋼作為縱梁，這里我們采用貝雷梁作為滿堂支架過車通道的縱梁，與碗扣式滿堂支架結(jié)合使用。

1 工程概況

哈大鐵路客運(yùn)專線是我國(guó)目前最北端寒冷地區(qū)的一條高速鐵路。鞍遼特大橋?yàn)槠渲幸蛔卮髽颍挥谶|寧省鞍山市和遼陽(yáng)市境內(nèi)，橋址為遼河、太子河、渾河及其支流沖洪積形成的平原，平原區(qū)大部為耕地，地形平坦開闊，局部地段地勢(shì)稍高，工程地質(zhì)主要為黏性土、砂類土、細(xì)圓礫土及粗圓礫土，局部下伏泥巖、砂質(zhì)泥巖、混合花崗巖、含礫砂巖。

橋梁全長(zhǎng)19 205.79 m，其中跨蘭唐公路連續(xù)梁為(60+100+60)m的三跨連續(xù)梁跨線橋，連續(xù)梁采用支架現(xiàn)澆施工，分9個(gè)節(jié)段進(jìn)行澆筑，包含8個(gè)現(xiàn)澆段和1個(gè)合龍段。梁全長(zhǎng)221.5 m，橋面板寬12.0 m，中支點(diǎn)處梁高7.85 m，跨中10.0 m直線段，邊跨15.75 m直線段，梁高4.85 m，梁底下緣按二次拋物線變化。梁體為單箱單室、直腹板、變高度、變截面結(jié)構(gòu)，箱梁頂寬12.0 m，箱梁底寬6.7 m。

2 施工方案選擇

由于工期緊迫，該連續(xù)梁由掛籃懸灌施工改為支架現(xiàn)澆施工。主墩高度8 m，采用碗扣式滿堂支架。蘭唐公路車流量大，人車混行，通過車輛主要為大型拖、掛車，超限寬車輛較多，因此支架跨蘭唐公路采用粗鋼管柱和貝雷梁，支架下保留雙向各一個(gè)行車道，通車道凈寬設(shè)置為4.2 m，凈高為5.5 m，且連續(xù)梁與蘭唐公路成26.57°的交角，通車道支架縱梁跨越能力需達(dá)到11.6 m，綜合考慮選用貝雷梁作為通車道支架縱梁，再在貝雷梁上鋪設(shè)Ⅰ20 a工字鋼，其上搭設(shè)碗扣支架，與其余部分碗扣式支架連接成整體滿堂支架。

圖1 通行車道支架平面布置

3 貝雷梁支架設(shè)計(jì)

蘭唐公路凈寬24 m，雙線四車道。連續(xù)梁改成支架現(xiàn)澆后，將占用道路路面，為保證交通順暢，在車道位置采用粗鋼管和單層貝雷梁搭設(shè)門洞支架，保持雙向各有一個(gè)行車通道，同時(shí)采取相關(guān)交通疏導(dǎo)措施，保證車輛安全快捷通行。

鋼管柱采用630×12mm作立柱，兩個(gè)行車通道共設(shè)置三排，每排鋼管立柱下端澆筑1.0 m×1.0 m C20混凝土整體基礎(chǔ)，既保證鋼管下端承重同時(shí)也增強(qiáng)立柱穩(wěn)定性。立柱上方先鋪設(shè)雙排I 45a工字鋼，再順橋向鋪設(shè)貝雷梁，貝雷梁底部設(shè)置加強(qiáng)弦桿，貝雷梁上再按支架設(shè)計(jì)圖碗扣支架間距鋪設(shè)I 20工字鋼，用來支撐上方碗扣式鋼管。貝雷梁總長(zhǎng)48 m，布置間距根據(jù)箱梁下受力狀態(tài)確定，腹板部位受力最大，其次為底板，再次為翼緣板，布置間距為2×90+45+5×22.5+52.5+8×45+52.5+5×22.5+45+5+2×90 cm(圖1、圖2)。

圖2 貝雷梁支架立面布置

4 貝雷梁檢算

貝雷梁檢算根據(jù)其在梁底的布置部位分為腹板、底板、翼板三個(gè)部位進(jìn)行檢算。多排貝雷梁受力折減系數(shù)為0.9，將其簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁進(jìn)行受力分析，按均布線性荷載考慮。

4.1 腹板處貝雷受力檢算

貝雷梁受力見圖3。

圖3 貝雷梁檢算

貝雷梁所受合力為:P=95.9×20=1 918 kN

單個(gè)貝雷:[V]=245.2 kN

6排貝雷梁承受能力合力:P=2×(0.9×6×245.2)=2 648.16 kN

彎矩:M=5.815P/2－F(0.3+0.9+1.5+2.1+2.7+3.3+3.9+4.5+5.1+5.7)

=2 699.89 kN.m

腹板下貝雷為單層6排:[M]=0.9×6×778.2=4 202.3 kN·m

滿足要求。

4.2 底板處貝雷受力檢算

貝雷梁所受合力為:P=108×20=2 160 kN

單個(gè)貝雷梁所受剪力:V1=P/(9×2)=120 kN

跨中合龍段為實(shí)心梁，所以:

單個(gè)貝雷梁所受剪力:V2=P2/(9)=84.9 kN

所以:V=V1+V2=204.9 kN

多排單個(gè)貝雷:V＜0.9×[V]=0.9×245.2=220.68 kN

彎矩:

腹板下貝雷為單層9排:M=0.9×9×[M]=0.9×9×778.2=6 303 kN·m

滿足要求。

4.3 翼緣板處貝雷受力檢算

貝雷梁所受合力為:P=20×42.6=852 kN

單個(gè)貝雷梁所受剪力:V=F/(3×2)=142 kN

單層多排單個(gè)貝雷受力:V=0.9×[V]=0.9×245.2=220.68 kN

彎矩:M=5.815P/2－F(0.3+0.9+1.5+2.1+2.7+3.3+3.9+4.5+5.1+5.7)=1 199 kN·m

翼弧下貝雷梁為單層3排:M=0.9×[M]=0.9×3×778.2=2 101.14 kN·m

滿足要求。

工字鋼與粗鋼管柱、地基承載力檢算略。

5 施工方案介紹

5.1 基礎(chǔ)混凝土澆筑

基礎(chǔ)1.0 m×1.0m×26.4m的條形，采用C20混凝土，采用膠合板制作模板，

在基礎(chǔ)混凝土與原路面連接處植入2排20鋼筋，植入深度0.5 m，間距1 m，基礎(chǔ)頂面與鋼管柱連接處預(yù)埋80 mm×80 mm×16 mm鋼板。

5.2 鋼管立柱安裝

鋼管采用外徑為630 mm，壁厚為12 mm的螺旋鋼管，不得采用卷管。先根據(jù)支架圖計(jì)算出鋼管頂標(biāo)高，然后現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出基礎(chǔ)頂面預(yù)埋鋼板的實(shí)際標(biāo)高，計(jì)算出每一根鋼管的長(zhǎng)度，并編號(hào)進(jìn)行下料安裝。安裝前先將鋼管柱頂端的鋼托板焊接好，并焊牢加勁肋，再豎立至混凝土基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板上，避免將鋼管柱立好再進(jìn)行焊接，影響焊接質(zhì)量(圖4)。

圖4 柱頂鋼托板尺寸

5.3 吊裝工字鋼橫梁

采用吊車裝單根I 45a工字鋼吊至粗鋼管柱頂鋼托板上，并裝兩根并排點(diǎn)焊固定在一起，每組工字鋼橫梁間翼板上橫向焊接10號(hào)槽鋼，10號(hào)槽鋼起兩個(gè)作用，一是將相鄰兩組工字鋼橫梁連接為整體，增加其穩(wěn)定性，二是作為車行通道的防護(hù)棚骨架，在10號(hào)槽鋼上鋪設(shè)膠合板，保護(hù)支架下面通行的車輛。安裝完成后用水準(zhǔn)儀進(jìn)行調(diào)平，使整個(gè)支架頂面位于一個(gè)水平面上。

5.4 吊裝貝雷梁片

貝雷梁片預(yù)先在場(chǎng)地外進(jìn)行分節(jié)組拼，組拼時(shí)應(yīng)注意安裝順序以及插銷的方向，組拼好的貝雷梁片為單排單層，拼好后用支撐架進(jìn)行聯(lián)結(jié)試拼。

根據(jù)吊車能力與支柱間距選擇分節(jié)長(zhǎng)度，本項(xiàng)目分為2節(jié)，每節(jié)長(zhǎng)度為24 m，采用25 t吊車吊裝。

5.4.1 安裝貝雷梁

第1片吊裝時(shí)需要兩臺(tái)吊車，先將預(yù)拼好的第1片貝雷梁吊裝到柱頂橫梁上，位置定好，利用吊車掛鉤提升力穩(wěn)住，防止傾倒。第2臺(tái)吊車將另一片預(yù)拼好的貝雷梁吊裝到位后立即與第1片到位的貝雷梁首尾用支撐架進(jìn)行聯(lián)結(jié)，然后可松開吊車掛鉤，依次吊裝預(yù)拼好的貝雷梁進(jìn)行安裝，每增加一道貝雷梁均應(yīng)使用支撐架進(jìn)行橫向聯(lián)結(jié)。

5.4.2 加密支撐架

預(yù)拼好的貝雷梁為單排單層，各桁架節(jié)間需要用支撐架進(jìn)行加密，以增強(qiáng)貝雷梁的整體性和穩(wěn)定性。標(biāo)準(zhǔn)支撐架能固定的貝雷梁間距為45 cm和90 cm兩種，因此22.5 cm間距可采用45 cm間距支撐架交錯(cuò)聯(lián)結(jié)，并自制連接鋼板進(jìn)行聯(lián)結(jié)加強(qiáng)。52.5 cm間距則采用自制連接鋼板交替傾斜進(jìn)行橫向聯(lián)結(jié)。

圖4 自制連接鋼板加強(qiáng)示意

5.4.3 局部加強(qiáng)

2I 45a工字鋼橫梁在鋼管立柱頂以及貝雷梁下接觸部位焊制加勁肋，增加工字鋼的局部穩(wěn)定性。

貝雷梁在2I 45a工字鋼橫梁上方設(shè)置2[10槽鋼加強(qiáng)立桿，加強(qiáng)立桿兩端與貝雷梁弦桿嚴(yán)密合縫頂緊，兩立桿間用鋼筋焊接相對(duì)固定，并與貝雷梁弦桿固定，防止脫落(圖5)。

圖5 貝雷梁局部加強(qiáng)

5.4.4 貝雷梁螺栓緊固

貝雷梁拼接安裝完成后，對(duì)整個(gè)支架進(jìn)行一次拉網(wǎng)式的螺栓緊固，每一顆螺栓均需緊固一遍。完成后即可鋪設(shè)I 20工字鋼分配梁以及方木，搭設(shè)上面部份的碗扣支架。

6 施工注意事項(xiàng)

(1)支架混凝土基礎(chǔ)施工時(shí)，位于原路面以后的基礎(chǔ)采取單獨(dú)擴(kuò)大混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)全部埋置在地面以下，并對(duì)地基承載力進(jìn)行檢測(cè)，如不滿足要求，需換填80 cm碎石墊層。

(2)基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板焊接“幾”字形錨固鋼筋，焊接牢固，澆筑基礎(chǔ)混凝土?xí)r采用鋼筋進(jìn)行固定，防止偏位，鋼板頂面應(yīng)大致處于同一水平面。

(3)安裝間距為22.5 cm貝雷梁時(shí)應(yīng)注意桁架節(jié)間的銷子朝同一方向，因?yàn)殚g距太小，銷子的大頭端相互抵觸，導(dǎo)致吊裝時(shí)兩節(jié)貝雷梁無法連接。

(4)柱頂標(biāo)高必須嚴(yán)格控制，貝雷梁為整體受力，不平整容易導(dǎo)致局部失穩(wěn)。

(5)貝雷梁吊裝過程中采用兩根鋼絲繩固定兩個(gè)吊點(diǎn)，避免單根鋼絲繩產(chǎn)生滑移，吊裝到位后立即用支撐架橫向聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)牢固后方可松開吊車掛鉤，防止貝雷梁扭曲。

(6)在貝雷梁跨中處以及工字鋼橫梁上方位置橫向拉通設(shè)置支撐架，確保其整體穩(wěn)定性。

7 結(jié)束語(yǔ)

貝雷梁因其標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件，拼裝方便快捷，在公路、鐵路橋梁支架中得到廣泛應(yīng)用，本工程利用其跨越能力大，承載力高，且施工方便，與碗扣支架靈活搭配組合，成功完成大跨度支架現(xiàn)澆連續(xù)梁的施工。特別是采用22.5 cm的排距進(jìn)行組合，極大提高貝雷梁的承載能力，為今后類似現(xiàn)澆梁支架搭設(shè)提供可靠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

[1]黃紹金，劉陌生.裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)[M].人民交通出版社，2004