貝雷桁架掛籃的設計與應用

薛武強

（騰達建設集團股份有限公司，上海200122）

1 工程概況

上海鎮坪路跨蘇州河橋的主橋為3跨變高度懸澆預應力混凝土連續梁橋，跨徑布置為30 m+47 m+30 m，中跨跨越蘇州河。上部箱梁為單箱三室雙向預應力箱梁，箱梁頂板全寬為25.6 m，厚度為0.25 m；腹板為直腹板，中墩腹板高度2.6 m，跨中與邊墩腹板高度均為1.6 m，高度變化曲線采用二次拋物線；箱梁底寬16.8 m，底板厚220～500 mm。如圖1、圖2所示。

圖1 懸澆橋橫斷面圖（單位：mm）

圖2 1/2懸澆橋節段劃分立面圖（單位：mm）

主橋共3跨，2×6個懸澆節段，節段長度為3.5 m和4.0 m，重量為152～175 t，采用四套掛籃對稱懸臂現澆施工，0號梁段搭設鋼托架澆筑。全橋共3個合攏段，按先邊跨、后中跨的順序合攏。

2 掛籃設計

2.1 掛籃選型

該工程橋寬25.6 m，市場上無現成的掛籃可以應用，需進行特殊定制。由于承重梁是掛籃的主要受力構件，承受施工設備和新澆混凝土的全部重量，并通過支點和錨固裝置將荷載傳到已施工好的梁段上，因此要求承重梁具有強度與穩定性安全可靠、裝拆簡單方便、移動靈活、自重輕等特點，而選用貝雷桁架梁作為掛籃承重梁則能較好地符合上述要求，故該工程采用了自錨式貝雷桁架掛籃。

2.2 貝雷桁架掛籃設計

掛籃由底盤、側模、懸吊系統、主桁架、反滑梁，以及行走反壓系統組成，如圖3、圖4所示。

圖3 掛籃平面示意圖（單位：mm）

圖4 掛籃縱斷面示意圖（單位：mm）

2.2.1 底盤

由下橫梁、縱梁、橫楞、模板、兩側平臺，以及反滑外伸梁組成。下橫梁采用2[32a型鋼，長度伸出箱梁翼板30 cm，前后間距5.2 m，下橫梁設銷孔板與吊桿吊耳板用貝雷銷銷接。縱梁采用2[36a型鋼，間距根據箱梁形狀調整，縱梁與下橫梁焊接固定。縱梁頂每40 cm設[12.6橫楞，通長布設，與縱梁間斷焊接，每邊比箱梁寬小3 cm。橫楞頂鋪設面板，在底模兩側設平臺供施工側模用。

2.2.2 側模

側模采用小槽鋼焊接而成的片架，片架間距70 cm，各片架通過小槽鋼連接成整體。如圖5所示。

圖5 1/2掛籃后支點橫斷面示意圖（單位：mm）

2.2.3 懸吊系統

吊桿采用Φ32高強度精軋螺紋鋼筋，吊桿底部焊接有采用3.5 cm鋼板鏜孔（直徑φ52 mm）后加工成的耳板，以方便吊掛底盤；吊桿頂部設置配套螺母、墊片、小分配梁，直接吊掛在上橫梁上。

2.2.4 主桁架

主桁架選用321貝雷桁架梁組拼而成。主桁架共設置4組，分別擱置在腹板頂部。每組主桁架均由三片貝雷桁架梁構成，在下弦桿頂部每隔3.0 m設置1根I28型鋼，用U型鋼筋卡住貝雷桁架豎桿后焊接在型鋼頂部；每片貝雷桁架梁間每隔3.0 m設置1道[10剪刀撐；在上弦桿上設置上橫梁。通過將主桁架上、下弦桿牢固連接，組成穩定的結構體系，如圖6所示。

圖6 1/2掛籃前支點橫斷面示意圖（單位：mm）

2.2.5 反滑梁

將兩根底盤縱梁反向接長，并通過吊框懸吊在箱梁底板上，作為掛籃行走時的支點，即掛籃行走時共有四個吊點，保證了結構穩定。吊框上設貝雷平滾，使反伸梁能滑移，如圖7、圖8所示。

2.2.6 行走反壓系統

節段混凝土澆筑時在距前支點6 m處設一道2[25通長型鋼，并用Φ32高強精軋螺紋鋼筋錨固在已完成的箱梁上，每組主桁架兩側均設一根。

圖7 反滑梁實景

圖8 掛籃底盤與側模實景

掛籃行走時用另一根2[25通長型鋼下設平滾并用Φ32高強精軋螺紋鋼筋錨固在箱梁上，使主桁架能平穩前移。

掛籃總長度15 m，其中前支點前6 m，前支點后9 m。混凝土澆筑時后錨梁距支點6 m。側模后支點在混凝土澆筑時懸掛在已完成箱梁塊件上，行走時通過銷孔落在底盤上。

3 掛籃施工

3.1 掛籃拼裝

在0＃塊施工完成后，即可在其上拼裝掛籃。各類材料均采用吊機配合安裝。先在橋面上將每榀貝雷桁架拼裝成主梁，再將3片主梁固定在一起，形成掛籃主桁架，然后依次安裝反壓系統、懸吊系統等。掛籃底盤先在地面拼裝成型，然后采用多吊點整體吊裝的方法安裝到位。側模掛籃待0#塊施工完成后反吊在箱梁上，待掛籃拼裝好后，在掛籃后橫梁與墩頂之間設滑移軌道將側模整體平移至預定位置，然后安裝吊桿，如圖9、圖10所示。

圖9 掛籃拼裝實景

圖10 掛籃拼裝完成實景

由于每路主桁架均由3片貝雷梁拼裝而成，因此為確保3片貝雷梁共同參于受力，必須采用聯系型鋼將各貝雷梁固接成一體。考慮到主桁架頂部已設置了前、后上橫梁及行走反壓梁，因此僅需在底部設置聯系型鋼，如圖11所示。

圖11 貝雷間聯系型鋼實景

3.2 掛籃預壓

為取得掛籃在荷載作用下的彈性變形值，檢驗掛籃強度和穩定性，消除掛籃的非彈性變形，須對掛籃結構進行預壓。預壓荷載分多級，每級均取各節段重量的120%，采用水箱加載。兩只掛籃同步對稱進行預壓、分級加載。加載時詳細記錄各級荷載下掛籃主桁架的撓度值，作為懸澆施工時立模標高的參考。預壓完成后，掛籃即可投入使用。

3.3 掛籃移動

掛籃前移方式是在主桁架下墊平滾后，用倒蓮牽引，每組主桁架均設一個倒蓮，具體過程不再詳述。但要注意的是，最終的支點墊設位置，必須位于貝雷梁的豎桿處，以避免桁架出現局部剪切扭曲，進而導致掛籃失衡，發生事故，如圖12所示。

3.4 掛籃標高與線型控制

由于每節段箱梁懸澆時掛籃主桁架的撓度值均不相同，因此每節段的掛籃移動到位后，均需根據預壓試驗記錄的各級荷載下主桁架的撓度值，調整掛籃底模前端頭的標高，同時調整端點坐標。

圖12 貝雷梁豎桿作用線示意圖

因箱梁懸臂澆筑施工，梁端高程隨荷載的變化是一個動態變化的過程，為使成橋后線形符合設計理想線形，預先對梁端進行一定預拋高，因此：立模標高=設計高程+掛籃變形+結構預拋高。

3.5 箱梁合攏

合攏采用吊模法，利用箱梁一側的掛籃直接在現場改制成合攏段的吊架和模板。先拆除和卸落合攏段一側的掛籃，再將另一側掛籃主桁的一端穿過合攏段，使掛籃主桁支承在合攏段兩側的箱梁懸臂端，形成合攏段施工吊架，掛籃底盤和模板改制后，隨前、后上橫梁一起滑移就位，如圖13所示。

圖13 合攏段吊模實景

4 實踐效果

（1）在掛籃整個施工過程中，通過持續的測量觀測，不斷地在節段施工中修正掛籃前端上拋量，使橋梁成型后的全橋線形完全達到了設計與規范要求。施工過程中掛籃未出現變形過大或者其它異常情況。

（2）該工程掛籃總重約61 t，如采用其它類型的掛籃，則必須定型設計加工，總的費用約為45萬元，但采用貝雷桁架掛籃，除去一些小零件需定型加工外，其余型鋼與貝雷均利用了自有材料，總的費用不超過10萬元，大大節省了工程成本。

[1]孫九春，盧瑛.貝雷架作為橋梁承重支架應用時的理論分析與實踐應用研究[J].上海公路，2010，（1）：26-30.

[2]朱永偉.貝雷梁掛籃的設計與安裝 [J].四川建材，2011，（3）：209-210.