岳旭光

(中國(guó)鐵建大橋工程局集團(tuán)有限公司 銀吳項(xiàng)目經(jīng)理部，寧夏 銀川 750101)

混凝土現(xiàn)澆梁施工往往需要搭設(shè)臨時(shí)支架，貝雷梁作為臨時(shí)支架在橋梁施工中已有較為廣泛的應(yīng)用。文獻(xiàn)[1-3]詳細(xì)介紹了貝雷梁的施工技術(shù)；文獻(xiàn)[4-6]介紹了貝雷梁的結(jié)構(gòu)安全計(jì)算和施工方法；文獻(xiàn)[7-10]對(duì)貝雷梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行了分析研究。文中以新建銀川—西安高速鐵路銀川—吳忠客運(yùn)專線YWZQ-1標(biāo)的銀川機(jī)場(chǎng)黃河特大橋引橋?yàn)槔瑢?duì)引橋56 m簡(jiǎn)支梁采用新型組合桁架梁與采用貝雷梁施工進(jìn)行了施工技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，為現(xiàn)澆混凝土梁的施工支架方案選擇提供依據(jù)。

1 工程概況

新建銀西鐵路銀吳客運(yùn)專線YWZQ-1標(biāo)銀川機(jī)場(chǎng)黃河特大橋全長(zhǎng)約13.8 km。起點(diǎn)位于銀川市河?xùn)|機(jī)場(chǎng)，向西上跨黃河至銀川南部。樁基礎(chǔ) 3 868 根，1×56 m 現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁13孔，1×96 m簡(jiǎn)支鋼桁架梁2孔，3×168 m連續(xù)鋼桁柔性拱2聯(lián)，計(jì)劃工期14個(gè)月?，F(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁采用單箱單室等高預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁，梁頂寬12.2 m，底寬6.7 m?？缰薪孛骓敯搴?5 cm，底板厚35 cm，腹板厚52 cm。

2 2種臨時(shí)支架的施工技術(shù)特點(diǎn)

為了加快施工進(jìn)度，56 m梁臨時(shí)支架采用由中鐵大橋局和湖北輝創(chuàng)重工集團(tuán)有限公司聯(lián)手研制的新型組合桁架梁?，F(xiàn)從技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析比較，探討傳統(tǒng)貝雷梁與新型組合桁架梁的施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2.1 貝雷梁的施工技術(shù)特點(diǎn)

貝雷梁是在原英制貝雷桁架橋基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)改良的一種快速組裝的橋梁施工支架，我國(guó)在1965年定型生產(chǎn)。貝雷梁具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸方便、架設(shè)快捷、載重量大、跨距與立柱高度可調(diào)、互換性好、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于橋梁工程施工領(lǐng)域。其梁片結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 貝雷梁梁片結(jié)構(gòu)(單位：mm)

2.2 新型組合桁架梁的施工技術(shù)特點(diǎn)

新型組合桁架梁是我國(guó)鐵路橋梁施工標(biāo)準(zhǔn)化組合桿件之一。該桁架梁綜合了國(guó)外引進(jìn)的萬(wàn)能桿件和321貝雷梁的結(jié)構(gòu)形式，并進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。桁架梁組合桿件由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段組合拼接而成，或者由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段與若干調(diào)節(jié)節(jié)段組合拼接而成，可根據(jù)需要組拼成不同跨度和承載能力的桁架梁結(jié)構(gòu)。新型組合桁架梁具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便、承載力高、跨越能力大、通用性好、拆裝快捷、安全可靠、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)鐵路實(shí)際工程應(yīng)用效果，該桁架梁可大幅縮短臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)間、制造周期和制造成本。其梁片結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 新型組合桁架梁梁片結(jié)構(gòu)(單位：mm)

3 施工方案對(duì)比

3.1 2種方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

1)貝雷梁方案

貝雷梁支架設(shè)置9排鋼管，靠近橋墩處鋼管直接以承臺(tái)作為基礎(chǔ)，跨中的7排鋼管基礎(chǔ)為鉆孔樁基礎(chǔ)。

鉆孔樁直徑1.0 m，樁長(zhǎng)20 m。采用φ630鋼管立柱，橫梁為雙拼I56B，主縱梁采用321貝雷梁。主縱梁距腹板225 mm，距底板900 mm。56 m現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁貝雷梁支架見(jiàn)圖3。

采用貝雷梁支架施工的優(yōu)點(diǎn)：①支架形式簡(jiǎn)單，采用梁柱式支架材料用量少，現(xiàn)場(chǎng)所需材料存放場(chǎng)地較??；②選用建筑市場(chǎng)中較易采購(gòu)的型鋼、鋼管以及貝雷梁，加工或租賃成本較低；③支架施工工藝成熟，施工安全質(zhì)量較易卡控；④若采用321標(biāo)準(zhǔn)貝雷梁，市場(chǎng)上租賃、生產(chǎn)廠家多，可立即進(jìn)場(chǎng)使用；⑤橫梁及立柱采用較小的工字鋼及鋼管，較易采購(gòu)進(jìn)場(chǎng)，材料下場(chǎng)后可廣泛應(yīng)用于其他項(xiàng)目。缺點(diǎn)：①支架間距較小，同一跨度內(nèi)支架施工干擾較大；②立柱、基礎(chǔ)較多，工程量較大，多孔簡(jiǎn)支梁施工周期較長(zhǎng)，機(jī)械、人工成本較高；③施 工時(shí)支架間距小，流水作業(yè)時(shí)各工序干擾較嚴(yán)重；④支架跨度小，如橋跨下方有>6 m寬的道路或渠道則無(wú)法采用此方案。

圖3 56 m現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁貝雷梁支架(單位：mm)

2)新型組合桁架梁方案

新型組合桁架梁施工設(shè)置4排鋼管，靠近橋墩處鋼管直接以承臺(tái)作為基礎(chǔ)，跨中2排鋼管基礎(chǔ)為鉆孔樁基礎(chǔ)。鉆孔樁直徑1.0 m，樁長(zhǎng)40 m。承臺(tái)處鋼管采用φ820鋼管立柱，橫梁為雙拼HN700型鋼；跨中采用φ1 000 鋼管立柱，橫梁采用HN900型鋼，主縱梁采用新型拼裝桿件，縱梁跨度為(18+12+18)m。主縱梁距腹板225 mm，距底板900 mm。56 m現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁新型組合桁架梁支架見(jiàn)圖4。承臺(tái)處的鋼管支架直接利用帶錨筋的預(yù)埋鋼板，將鋼管立柱焊接牢固，并同步安裝水平剪力撐。對(duì)于跨中處的支架，采用鉆孔灌注樁和系梁作為基礎(chǔ)。

采用新型組合桁架梁支架施工的優(yōu)點(diǎn)：①桿件容許應(yīng)力較大，可增大支架跨度，減小支架工程量；②支架形式與貝雷梁類似，支架施工安全質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)較易掌握；③支架材料少，單孔支架施工周期較短，全橋跨僅有4道立柱，可進(jìn)行流水作業(yè)加快施工進(jìn)度；④支架跨度較大，在各種復(fù)雜地形情況下具有極強(qiáng)的適應(yīng)性。缺點(diǎn)：①新型組合式桁架梁目前具有生產(chǎn)資質(zhì)的廠家僅有1家，加工周期長(zhǎng)；②主要材料為大尺寸H型鋼、大直徑鋼管，采購(gòu)難度較大；③縱梁需在地面上整體拼接后吊裝在支架上，需利用大噸位吊車配合施工。難點(diǎn)：①新型組合式桁架梁采用銷軸鉸接，因此拼裝及吊裝時(shí)縱梁的線型控制較難；②支架立柱、橫梁等主要受力構(gòu)件為大尺寸型鋼結(jié)構(gòu)，焊接質(zhì)量嚴(yán)重影響支架整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，焊接工藝要求較高；③因主要材料均為大型材料，支架搭設(shè)精度要求高，支架成型后的標(biāo)高、線型對(duì)梁部施工影響較大。

3.2 成本及施工效率對(duì)比

1)單跨材料成本

按平均材料及工費(fèi)進(jìn)行成本分析，2種施工方案單跨材料成本分別見(jiàn)表1和表2。

圖4 56 m現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁新型組合桁架梁支架(單位：mm)

材料型號(hào)單位總量單價(jià)/元合價(jià)/ 元厚20 mmt10.9354 64050 738.40鋼板厚16 mmt6.8574 64031 816.48厚10 mmt0.3404 6401 577.60鋼筋?20 mmt0.1544 640714.56H型鋼HN700t10.5425 10053 764.20HN900t13.9245 10071 012.40[14at1.8745 1009 557.40槽鋼[16at1.2855 1006 553.50[10t3.1175 10015 896.70鋼板半環(huán)厚14 mm,內(nèi)徑1 006 mmt3.2964 64015 293.44厚14 mm,內(nèi)徑806 mmt1.3254 6406 148.00?1 200 mm×20 mmt1.0655 3005 644.50鋼管?1 000 mm×20 mmt0.7405 3003 922.00?1 000 mm×14 mmt22.4685 300119 080.40?820 mm×10 mmt13.1345 30069 610.20混凝土C30m360.00030018 000.00鉆孔樁樁長(zhǎng)40 m,直徑1 mm240.00021050 400.00標(biāo)準(zhǔn)型4 mt72.9549 700707 653.80I型桁架標(biāo)準(zhǔn)型2 mt25.3899 700246 273.30標(biāo)準(zhǔn)型1.5 mt9.380970090 986.0045支撐架450 mm×1 560 mm標(biāo)準(zhǔn)支撐架t5.1909 70050 343.0090支撐架900 mm×1 560 mm標(biāo)準(zhǔn)支撐架t3.9529 70038 334.40貝雷梁標(biāo)準(zhǔn)型3 mt15.1209 700146 664.00標(biāo)準(zhǔn)型1.5 mt1.2009 70011 640.0090支撐架端頭t3.3609 70032 592.00合計(jì)1 854 216.28

由表1和表2可知：新型組合桁架梁?jiǎn)慰绮牧峡偝杀緸?85.422萬(wàn)元，貝雷梁?jiǎn)慰绮牧峡偝杀緸?96.866萬(wàn)元。新型組合桁架梁與貝雷梁相比成本降低了5.8%，說(shuō)明新型組合桁架梁與貝雷梁相比有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

2)施工成本和施工效率

2種方案施工成本和施工效率對(duì)比見(jiàn)表3、表4。

由表3和表4可知：新型組合桁架梁施工成本為50 100元，貝雷梁施工成本為 74 790元。與貝雷梁相比,新型組合桁架梁施工成本減小了33.0%。在使用同樣施工機(jī)械條件下，新型組合桁架梁支架施工周期為7 d，貝雷梁支架施工周期為14 d。采用新型組合桁架梁施工工期可減少一半。該施工方案可有效地加快橋梁施工進(jìn)度，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯。

表2 貝雷梁方案單跨材料成本

表3 新型組合桁架梁方案施工成本和施工效率

表4 貝雷梁方案施工成本和施工效率

注： 貝雷梁考慮流水施工，搭接工期為3.25 d，施工總工期為14 d。

4 結(jié)語(yǔ)

新型組合桁架梁與貝雷梁進(jìn)行比較，采用同樣施工機(jī)械條件下，可有效節(jié)約施工工期，顯著降低施工成本；新型組合桁架梁具有跨越能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，適用于在橋梁跨河、跨溝渠等施工難度大的地段施工。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有新型組合桁架梁生產(chǎn)能力與市場(chǎng)需求明顯不匹配，因此，需要積極推廣該施工新技術(shù)在現(xiàn)澆梁施工中的應(yīng)用。隨著新型組合桁架梁技術(shù)的不斷推廣，該施工技術(shù)所存在的一些問(wèn)題會(huì)得到不斷的解決。

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