翟文

摘 要：本文結(jié)合新建青連鐵路跨膠州灣特大橋跨膠州灣部分梁柱式貝雷梁支架工程實(shí)際，介紹了梁柱式貝雷梁支架的施工設(shè)計(jì)及應(yīng)用，提升了現(xiàn)場(chǎng)施工速度取得了良好的效果，值得類(lèi)似結(jié)構(gòu)工程的施工參考。

關(guān)鍵詞：貝雷支架;施工設(shè)計(jì);支架驗(yàn)算

0 引言

新建青島至連云港鐵路位于膠東半島南部，國(guó)家Ⅰ級(jí)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，雙線電氣化，設(shè)計(jì)時(shí)速為每小時(shí)200公里，客貨并重，兼顧疏港、城際鐵路運(yùn)輸功能。青連鐵路跨膠州灣特大橋主要為跨越雙埠立交互通、城市道路、管線及膠州灣而設(shè)，橋梁跨膠州灣段落起止里程為DK9+663.34-改DK11+664.14，起點(diǎn)處位于膠州灣東岸灘涂?jī)?nèi)，距離既有堤壩38 m，終點(diǎn)處位于膠州灣西岸灘涂?jī)?nèi)，距離岸堤15 m。海上部分為40孔50 m簡(jiǎn)支節(jié)段預(yù)制箱梁，采用節(jié)段預(yù)制拼裝法施工。

根據(jù)招投標(biāo)文件要求和工地實(shí)地調(diào)查，為滿足節(jié)段拼裝架橋機(jī)組拼及架設(shè)空間需求，結(jié)合橋梁設(shè)置情況及地形條件，將跨膠州灣特大橋151#墩-153#墩邊由32 m預(yù)制簡(jiǎn)支箱梁變更為現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁，采用支架現(xiàn)澆法施工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)及地質(zhì)情況，153孔位于膠州灣海灘，施工支架采用梁柱式貝雷支架。

1 支架設(shè)計(jì)方案

1.1 支架設(shè)計(jì)方案

支架上部采用鋼管貝雷膺架結(jié)構(gòu)，下部基礎(chǔ)采用φ630×8 mm的螺旋鋼管。

跨膠州灣特大橋152-2#至153#墩支架縱橋向布置4排（其中2排位于承臺(tái)上，2排位于海灘（填筑），間距5.9 m+6 m+7.6 m。承臺(tái)立柱橫橋向布置四列，間距2.5 m和3.5 m;海灘內(nèi)立柱橫橋向布置6列，間距1.7 m和1.8 m。鋼管樁間采用[20a槽鋼連接。

鋼管柱頂設(shè)[12槽鋼作落梁裝置，橫橋向主橫梁采用2I40a工字鋼;縱梁采用單排單層的貝雷梁，共計(jì)13片;其中翼緣板每2片為一組，底板每3片為一組，中間每隔3 m設(shè)置90 cm支撐架;腹板處每3片為一組，中間每隔3 m設(shè)置45 cm支撐架。貝雷梁上橫橋向鋪設(shè)I20a工字鋼作為分配梁，間距0.6 m。I20a分配梁上縱橋向布設(shè)15 cm×10 cm方木作縱梁，間距底板處60 cm，腹板處30 cm;上鋪設(shè)橫橋向10 cm×10 cm方木分配梁，間距30 cm。模板均為15 mm厚竹膠板。

在鋼管貝雷膺架結(jié)構(gòu)上搭設(shè)翼緣板支架，采用Φ48×3.5 mm 碗扣式鋼管滿堂支架。

1.2 支架設(shè)計(jì)驗(yàn)算概述

考慮到箱梁縱向變截面，將箱梁端部對(duì)應(yīng)的箱梁截面記為截面I（梁高270 cm，頂板厚度52 cm，腹板厚度70 cm，底板厚度51 cm）;跨中等截面部分對(duì)應(yīng)的箱梁截面記為截面II（梁高270 cm，頂板厚度33 cm，腹板厚度36 cm，底板厚度28 cm）;截面I到截面II的荷載假定為線性變化。

1.3 I25分配梁工字鋼

I25工字鋼最大組合應(yīng)力（軸力+彎曲）為：σmax=23 MPa<[σ]=215 MPa。I25工字鋼最大變形為：f=-5.6 mm。

1.4 貝雷梁

貝雷梁最大組合應(yīng)力（軸力+彎曲）為：σmax=200 MPa<[σ]=310 MPa。貝雷梁最大變形為：f=-5.7 mm。

1.5 下部結(jié)構(gòu)

鋼管樁最大組合應(yīng)力（軸力+彎曲）為：σmax=54.6 MPa<[σ]=215 MPa，最大變形為：f=-5.7 mm，最大支反力為567.3 kN。

1.6 鋼管樁單樁承載力計(jì)算

鋼管樁截面為φ630×8 mm，單樁承載力計(jì)算公式為：

按照153#墩典型地段分析地質(zhì)構(gòu)造及力學(xué)特性查閱施工圖設(shè)計(jì)及《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.5-2005）為：

地質(zhì)情況 厚度/m 底深/m σ/kPa τj/kPa

雜填土 2 2 20 25

淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土 2 4 60 15

中砂 2 6 220 25

粉質(zhì)黏土 3 9 120 30

中砂 2 10 220 40

粉質(zhì)黏土 2 12 160 55

中砂 2.5 15 300 60

現(xiàn)場(chǎng)采用DZ90振動(dòng)錘最大激振力為57T以此作為單樁承載力控制指標(biāo)，忽略鋼管樁樁端承載力，按照570 kN單樁承載力反算入土深度為16 m，計(jì)算如下：

Ra=0.5×3.14×0.63×（2×25+2×15+2×25+3×30+2×40+2×55+3×60）=583 kN>F=567.3 kN

根據(jù)施工地質(zhì)的差異，施工過(guò)程中控制鋼管樁打入深度為16 m左右，以最大激振力57T作為承載力控制指標(biāo)進(jìn)行控制。

2 支架搭設(shè)施工

測(cè)設(shè)預(yù)埋鋼板標(biāo)高，根據(jù)支架鋼管柱設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼管樁接接長(zhǎng)，單根鋼管柱整體吊裝就位。利用汽車(chē)吊將連接的鋼管移動(dòng)對(duì)中，確保2根鋼管在一條軸線上;連接接頭滿焊，并用20 cm×10 cm×1.2 cm鋼板加固幫焊。測(cè)設(shè)鋼管柱在預(yù)埋鋼板位置中心點(diǎn)，用鋼圓規(guī)根據(jù)鋼管半徑確定鋼管立柱的外邊框的輪廓，在外輪廓線上確定4個(gè)控制點(diǎn)，并焊接定位三角板。鋼管柱起吊安裝過(guò)程中及時(shí)校正鋼管垂直度。鋼管柱底與承臺(tái)（條形基礎(chǔ)）預(yù)埋鋼板采用角焊縫連接，并用8塊25 cm×10 cm×1.2 cm的鋼板對(duì)稱(chēng)加焊固定。

測(cè)設(shè)鋼管樁樁頂標(biāo)高，安裝落梁裝置，落梁裝置采用[12槽鋼，并與柱頂鋼板焊接固定;若橫梁與落梁裝置之間有孔隙時(shí)，采用適當(dāng)厚度的鋼板填塞密實(shí)并焊接牢固。橫橋向樁頂主橫梁安裝，采用雙拼I40a工字鋼間斷焊連接。橫梁安裝前測(cè)量其軸線位置并做好標(biāo)記，橫梁吊裝就位后與樁頂落梁裝置焊接牢固，安裝誤差控制在20 mm內(nèi)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在主橫梁上測(cè)設(shè)縱梁的位置，縱梁采用貝雷梁作分配梁，貝雷梁按設(shè)計(jì)圖逐片組裝，整孔吊裝就位。翼緣板處每2片為一組，腹板和底板處每3片為一組，中間每隔3 m設(shè)置90 cm支撐架，防止側(cè)傾，使用吊車(chē)逐孔吊裝就位。貝雷梁使用[10槽鋼做限位擋板，焊接在橫梁上，同時(shí)橫梁對(duì)應(yīng)貝雷梁節(jié)點(diǎn)處用[10槽鋼加固處理。貝雷梁上橫橋向布置I20a工字鋼，間距0.6 m?？紤]到單根工字鋼長(zhǎng)度為13 m，可采用單根長(zhǎng)7 m和6 m工字鋼交替布置。翼緣板碗扣支架的剪刀撐、交叉支撐等加固件與立桿和水平桿等同步安裝，扣件、鎖臂等安裝齊全并及時(shí)擰緊，扣件螺栓的擰緊扭力矩不小于40 N·m、且不大于65 N·m。支架四周及中間縱、橫向每隔四排從底到頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐，剪刀撐水平面傾角在45°～60°。剪刀撐采用與支架立桿規(guī)格相同的鋼管，用旋轉(zhuǎn)扣件與立桿扣接;當(dāng)剪刀撐不能與立桿扣接時(shí)，與該立桿相鄰的水平桿扣接;扣接點(diǎn)距碗扣節(jié)點(diǎn)的距離不大于15 cm。每根剪刀撐鋼管的長(zhǎng)度不宜小于6 m，扣接的立桿和水平桿數(shù)量不得小于4根。剪刀撐采用搭接接長(zhǎng)，搭接長(zhǎng)度大于100 cm，搭接處等間距設(shè)置3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件扣緊，扣件邊緣至桿端的距離大于10 cm。各層支架安裝過(guò)程中，及時(shí)校正立桿間距、垂直度、縱橫向直線度和水平桿水平度等，避免誤差累積導(dǎo)致支架質(zhì)量不合格。立桿頂托上的下層承重方木接頭設(shè)置在頂托上，否則采用綁條釘牢，并加墊木支墊;同一斷面上的承重方木接頭數(shù)量不超過(guò)50%。上層方木交錯(cuò)搭接在下層方木上。

3 結(jié)束語(yǔ)

在跨膠州灣特大橋153孔現(xiàn)澆梁施工過(guò)程中，采用的自行設(shè)計(jì)驗(yàn)算的貝雷鋼管樁支架取得了良好的效果，為現(xiàn)澆梁的安全施工提供了科學(xué)依據(jù)，提升了現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量。貝雷支架具有承載能力大、剛度大、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，適合大跨徑梁體，具有安裝拆除速度快，拼裝容易縮短工期的特點(diǎn)，可以推廣應(yīng)用到類(lèi)似施工項(xiàng)目中。

參考文獻(xiàn)：

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