大跨度雙層貝雷桁架現澆箱梁支架施工技術

朱克東

(廣州市市政工程機械施工有限公司)

1 工程概況

永和大道改造工程主橋(3—7 軸)左幅采用(33.5 +48+48 +30.5)m 變截面預應力連續箱梁，右幅采用(30.5 +48+48 +33.5)m 變截面預應力連續箱梁。高1.5 ～2.7 m，懸臂長3 m，支點附近腹板寬為0.5 ～0.8 m，跨中腹板寬厚度為0.5 m，頂板厚采用0.26 m、底板厚為0.25 m，頂底板在支點處均采用變高腹板采用斜腹板，斜率為4∶1。

主橋5－6 軸縱跨搖田河上的30 m 跨舊橋，根據設計要求，舊橋不能作為現澆箱梁的支架搭設平臺。針對現場復雜的環境，采用了雙層大跨度貝雷桁架現澆箱梁支架方案縱跨舊橋。

2 支架設計

2.1 基礎設計

貝雷支架體系基礎采用φ120 cm 的鉆孔樁基礎，每側4根，一幅橋共8 根，樁基礎上設置鋼筋混凝土承臺，承臺上設置鋼管立柱。

為盡量減少貝雷架縱梁的跨度，同時，將新樁對舊橋樁基礎的影響降到合理的程度，取新舊樁之間的規范要求的最小距離3 m，即貝雷支架體系的最小計算跨度37 m，貝雷架拼裝長度39 m。

2.2 貝雷桁架縱梁的設計

底板和腹板滿布10 排三排雙層加強型貝雷桁架，翼板處設置每邊設置2 組雙層雙排貝雷桁架，貝雷架均采用國產加強型。

3 貝雷桁架縱梁的受力復核計算

按《橋涵鋼結構及木結構設計規范》，恒載安全系數1.2，活載安全系數1.4。由于箱梁結構寬度較大，為保證貝雷架縱梁的局部受力穩定性，受力復核分為底板位置、腹板位置和翼板位置的支架受力復核計算及結構整體支架受力復核計算。

3.1 荷載

為簡化計算，變截面箱梁以最大截面位置作為支架驗算依據，梁截面的橫向劃分為底板位置、腹板位置和翼板位置分別圖1 中的①、②和③。

圖1

(1)結構自重

通過計算，底板位置、腹板位置、翼板位置的自重荷載分別為77.54 kN/m、59.28 kN/m 和19.44 kN/m。

(2)支架自重

支架自重分為兩個部分，一部分為底模、大楞、小楞、槽鋼等自重，另一部分為貝雷架的自重

式中:G支架為貝雷架平臺每延米計算荷載;G1為貝雷架支架及方木重量，計算得單邊翼板位置為5.76 kN/m，單邊腹板位置為5.5 kN/m，底板位置為8.16 kN/m;G2為貝雷架梁自重，雙排雙層貝雷架取4.82 kN/m，三排雙層貝雷架取7.08 kN/m。

根據公式1，單側翼板位置支架自重為15.4 kN/m，單側腹板位置支架自重為26.74 kN/m，底板位置的支架自重為36.48 kN/m。

(3)施工人員、施工料具堆放、運輸荷載:2.5 kN/m。

(4)傾倒混凝土時產生的沖擊荷載:2.0 kN/m。

(5)振搗混凝土產生的荷載:2.0 kN/m。

3.2 荷載組合

計算強度(組合公式)

根據公式2，底板位置、單側腹板位置和單側翼板位置及整個箱梁底貝雷架的計算強度分別為145. 92 kN/m、112.32 kN/m、50.91 kN/m 和435.99 kN/m。

3.3 縱梁荷載計算簡化模型計算

貝雷桁架支架簡化為簡支梁，受力形式為均布荷載。則簡支梁最大的彎矩計算公式為

最大的剪力計算公式

最大的擾度計算公式

式中(3)、(4)、(5)

q 為簡支梁上每延米的均布荷載;L 為簡支梁的計算長度;E 為簡支梁的彈性模量;I 為簡支梁的慣性矩。

根據公式(3)、(4)、(5)的計算公式，則翼板處、腹板處、底板處及整個箱梁的貝雷架計算如下。

(1)翼板處計算

①彎矩計算

②剪力計算

③擾度計算

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則翼板處兩組雙排雙層貝雷架滿足受力要求。

(2)腹板處計算

①彎矩計算

②剪力計算

③擾度計算

則腹板處單邊三組三排雙層貝雷架滿足受力要求。

(3)底板處計算

①彎矩計算

②剪力計算

③擾度計算

則底板處四組三排雙層貝雷架滿足受力要求。

(4)箱梁貝雷架整體計算

①彎矩計算

②剪力計算

③擾度計算

則箱梁支架體系的貝雷架滿足受力要求。

4 大跨度貝雷架搭設施工要點

(1)為便于橋梁下部道路的施工，支架基礎采用低樁承臺，本設計的承臺地面低于道路完成面50 cm，承臺上部設置雙排φ630 鋼管立柱。

(2)為便于施工完成后模板的拆除，在貝雷架梁底設置沙箱式臨時支座。

(3)該支架體系的貝雷架架跨度37 m，三排雙層貝雷架的重量28 t，吊裝難度大，為了保證貝雷架橫向穩定性，采取現場地面分組拼裝分層吊裝的方式，吊裝到位后及時采取臨時固定措施。

(4)由于支架全部采用雙層貝雷架，高度較大，為加強貝雷架體系的整體性，施工時，箱梁中間的底板和腹板位置采用10組三排雙層貝雷架，組與組之間用u 型扣鎖定，每3 m 設置一道;翼板位置采用兩組雙排雙層貝雷架，組與組之間每3 m 設一道剪刀撐，剪刀撐采用用［10 槽鋼制作，螺栓連接。

(5)貝雷架上橫向分配梁為I25a 型工字鋼，間距0.6 m，貝雷梁與I25a 橫向分配梁采用U 形扣鎖定;翼板位置鋼管架底部鋪設縱向［10 槽鋼，槽口向上，間距為0.35 m。

(6)支架預壓:按箱梁重量120%、模板重量及施工荷載組合，確定壓載重量，采用砂袋均勻堆壓于支架上，根據預壓沉降數據，調整底模標高。

(7)箱梁混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑箱梁的底板和腹板，第二次澆筑箱梁的頂板和翼板。

(8)上部支架體系共選擇5 條貝雷架進行監測，分別為底板、腹板和翼板位置，監測點設置為:①應力監測點設置在貝雷架跨中位置的上下弦桿上，共設置8 個點。②擾度監測點設置在貝雷架跨中、1/4 和3/4 位置，共15 個點。

5 監測結果分析

在現澆箱梁結構的整個施工中，我們通過監測點的監測數據分析，發現貝雷架最大擾度0.051 m，應力為70 MPa，均比計算值偏小;由于變截面箱梁中間位置的梁重小于理論計算值，因此，設計與實際基本吻合，大跨度的貝雷桁架支架體系的安全性在可控范圍之內。

6 結束語

工程現澆預應力混凝土箱梁采用大跨度雙層貝雷桁架支架，通過對支架的局部受力驗算和整體驗算，使貝雷桁架的設置更為合理，大大降低了局部失穩破壞的風險，通過各種措施的實施確保了施工的安全順利進行。實踐證明大跨度雙層貝雷梁桁架具有較大的跨越能力和施工可靠性，可供類似工程參考。

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

［2］ 杜榮軍，混凝土工程模板與支架技術［M］. 北京:機械工業出版社，2005.

［3］ 江正榮，建筑施工計算手冊［M］. 北京:中國建筑工業出版社，2011.