趙藝程

【摘要】 采用有限元軟件建立主梁吊裝施工模型分析貝雷梁支架體系，并采取相應的加固方案解決應力超限問題，通過理論計算與實際數據進行對比，本文總結出一套實用的貝雷梁體系加固方法，為實際施工過程中的貝雷梁應力超限問題提供了參考。

【關鍵詞】貝雷梁 加固 應力超限

1 引言

貝雷梁因其機動性強、架設便捷、可拆卸重復使用等優(yōu)點，被廣泛應用于各類工程施工，以前多用于河道、斷崖處架設簡易橋梁，現多用于工程施工，如龍門吊，施工平臺，工程便道橋梁等。貝雷梁架設方便快捷，在很多跨公路，跨河道的連續(xù)現澆梁中，為支架提供了前提條件。在掛籃，高速公路跨河施工中，也可以為施工提供便道，增加施工的快捷與方便。貝雷梁是用貝雷架組裝成的桁梁，貝雷架之間多以發(fā)窗為連接構件，用螺栓固定。貝雷梁的設計概論是要以最少種類的單元構件，拼裝成各種不同荷載，不同跨徑的橋梁或其他結構。

2.工程概況

本文以貴州省某鋼管混凝土拱橋的貝雷梁支架為實例分析，該貝雷梁支架鋼管墩柱采用Φ630×10mm鋼管，鋼管支架聯(lián)系采用[14a槽鋼，鋼管樁頂橫向分配梁采用I40a工字鋼，橫向分配梁上架設貝雷片，主縱梁與貝雷片之間橫向鋪設I32a工字鋼，主縱梁直接放置于I32a工字鋼上。該貝雷梁支架布置如圖 1所示。

該橋原施工方案為橋臺兩側同時吊裝施工主梁，在跨中合攏，但由于施工方案改變，變更為單側吊裝至另一側。

此鋼便橋為多跨連續(xù)結構，屬于超靜定結構，本次計算采用Midas/Civil軟件進行分析。Midas/Civil是國際上公認的橋梁結構分析與設計軟件，能夠開展靜力，動力，穩(wěn)定，活載影響線計算與加載等功能。經midas civil模型計算分析，如采用新的吊裝施工方案，將導致位于中跨兩側的鋼管頂部貝雷梁豎桿及下弦桿應力超限，如圖 2所示。

3.加固方案

根據實際施工方案修改計算模型，在主梁吊裝的施工過程中，查看計算模型的應力超限結果，找出各個吊裝施工階段的貝雷梁支架應力超限部位，并對應力超限部位采取相應加固措施，將最大應力分攤在該部位周圍，從而降低最大應力，使得貝雷梁支架在極限承載力范圍內正常安全的工作。

加固方案：

貝雷梁支架中跨在原有上下弦桿的基礎上分別增加一層弦桿，形成雙弦桿加強型貝雷梁，新增弦桿與原弦桿在接頭處應錯開；

鋼管樁頂部上下分配梁之間增加豎向工字鋼連接，端面承壓，刨平頂緊；

鋼管樁頂部沿縱向前后各3m處的上下弦桿及豎桿進行截面加強，在雙槽鋼內側焊接1cm厚鋼板，保證焊接質量，焊縫平滑，無氣孔、夾渣；

4.計算方法及結果分析

4.1 施工階段的模擬

根據施工組織設計方案，本模型根據實際貝雷梁布置進行建模計算分析，主要模擬中跨主梁的吊裝施工階段分析，吊裝節(jié)段按照中跨沿縱向3.33m每節(jié)段進行劃分，共10個節(jié)段，如圖 3所示。

貝雷梁吊裝施工過程中，最不利荷載為吊車起吊荷載，吊車起吊荷載按吊車自重+軌道鋼板自重+起吊節(jié)段自重（按10m主縱梁節(jié)段計算）考慮，吊車起吊荷載按吊車前后支腿位置分布，以集中荷載形式施加于4片貝雷片上。本次計算是把吊車起吊荷載按3：1施加到前后排支撐腿上。本模型吊車荷載未計入沖擊系數，考慮到可能出現的動載及偏載影響，使用吊車工作時，要特別注意。

4.2 邊界條件的設定

貝雷梁支架屬于超靜定結構，按多跨連續(xù)梁模擬。鋼管樁底部與基底固結，故采用一般支承模擬，約束平動及轉動自由度。貝雷梁弦桿之間連接為鉸接，故在弦桿連接處釋放繞單元局部坐標系y軸的抗彎約束。鋼管樁與下橫梁，下橫梁與貝雷梁底部以及貝雷梁與虛擬板之間均用彈性連接的剛性進行模擬。

4.3 理論計算與實際結果對比分析

為了了解實際情況下貝雷梁支架的受力狀態(tài)，在貝雷梁的各個節(jié)段位置布置應變計，并監(jiān)測撓度值，以便在吊裝施工過程中，對比吊裝主梁各個節(jié)段時對貝雷梁產生的理論計算應力與實際應力的差值，查看理論與實際的偏差程度以及此加固方法的實際應用效果。

通過以上加固方案，實踐證明在主梁吊裝的各個施工階段，實際測得的貝雷梁撓度與理論計算撓度基本吻合，實際測得的應力與理論計算應力基本相符，沒有出現應力超限狀態(tài)。貝雷梁在各種荷載作用下均能滿足承載力要求，但考慮到貝雷梁已經使用過幾次，焊縫、螺栓、構件承載力均會有一定程度折減，本次計算未考慮貝雷梁折舊系數，因此應引起重視，并加強觀測，確保安全。

5.結語

本加固方案綜合總結了貝雷梁支架體系加固的經驗，得出了在貝雷梁支架體系應力超限的情況下的一種實用加固方法：采用雙弦桿加強型貝雷梁，并對應力超限部位進行截面加強，此方法目的在于通過截面加強，使最大應力分攤在原應力超限部位的周圍，達到分散最大應力的作用。此加固方法優(yōu)點在于貝雷梁體系受力可經過計算確定，計算過程簡單，并在施工過程中采用應力監(jiān)測，可以與理論計算相對比，達到很好的實際應用效果。

實踐證明在貝雷梁支架體系應力超限情況下，采用雙弦桿、截面加強等加固方法，可以起到很好的加固效果。此加固方法簡便，安全可靠，效果明顯，節(jié)約時間，在以后的工程實踐中可廣泛應用及參考。

參考文獻

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[3] 中華人民共和國行業(yè)標準.《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTG TF50-2011）

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