牛腿貝雷梁支架在軟弱地基施工中的應用

劉玉明，路一 （安徽新華學院土木與環境工程學院，安徽 合肥 230088）

1 概 述

目前，國內現澆梁支架采用比較多的是滿堂紅支架，但在軟弱地基，為了減少滿堂紅支架搭設存在的安全隱患，必須進行地基處理。但由于軟弱地基或地下水豐富的區域特殊的地質條件，地基處理難度較大。傳統的滿堂支架地基處理費用比較高，材料的回收利用率較低，無法避免地基沉降帶來的影響。當增加施工荷載時，由于處理厚度的不均勻性，地基可能出現不均勻沉降，從而造成混凝土質量不同程度的損傷。

進入21世紀，隨著我國橋梁的高速發展，工程施工中出現了用貝雷梁施工方法來代替單一的滿堂支架施工。目前國內采用貝雷梁做現澆梁支架的比較常見，采用牛腿的也比較多，但將貝雷梁與牛腿組合在一起構成現澆梁支架體系的不多。在軟弱地層，地下水豐富的區域使用該方案，省去了地基處理，減少了滿堂紅支架搭設存在的安全隱患，改善了支架現澆施工的穩定性，更能實現文明規范、便捷施工，運用前景好。

2 牛腿貝雷梁的應用

從20世紀60年代至今，不論貝雷梁還是牛腿的研究已經日趨成熟，但是將貝雷梁與牛腿組合在一起作為一種新型現澆梁支架體系的未見諸報道，有待研究，以理論分析為基礎，結合專家咨詢法和系統分析法，確定牛腿貝雷梁結構在橋梁施工中的應用可行性。

針對某些軟弱地基，施工可以不進行地基處理，支柱和牛腿之間用螺栓連接，牛腿上設可調高裝置，能夠減少由于處理地基出現的不均勻沉降而造成的混凝土質量不同程度的損傷的投入；牛腿上鋪設沿墻縱向通長工字鋼，工字鋼上安裝鋼砂箱，在鋼砂箱底焊接限位角鋼，鋼砂箱上安裝貝雷鋼支架，組成現澆支架體系。另外在支架布設過程中，應盡量使現有材料充分利用后再投入新的材料，以節省資金的投入。在橋梁施工中支架基礎應盡量使用橋墩，但注意不要損害橋梁構件,以免對橋梁外觀造成質量缺陷。

此施工工藝簡單、結構剛度大，保證了現澆梁支架體系的穩定，保證了現澆梁安全；多孔貝雷支架重復利用，節約了施工成本，實現了良好的經濟效益；用機械吊裝或拆除受力構件時，不僅提高了機械化作業程度和工效，而且保障了施工安全。

3 牛腿貝雷梁的相關計算

由于貝雷梁的上下弦桿采用螺栓連接，在連接處不承受彎矩，因此兩梁端的結點可看成為鉸結點，故貝雷梁可看成桁架結構。但由于貝雷梁作為桁架的計算較為復雜，而貝雷單元間連接處為焊接,其受力狀態更接近于梁，故我們可以把整個貝雷梁看做一簡支梁（如圖1所示），廣大施工人員一般用此法來進行貝雷梁計算分析。

圖1 相當梁計算模型

假設貝雷鋼桁架每1m一排，縱梁上的恒載設計值為200 kN，縱梁由牛腿支撐，上部分布貝雷梁和砂箱。鋼桁架上鋪設檁條，檁條上鋪設定型鋼模板（寬1m）。牛腿間距2m 布置，貝雷梁、砂箱間距1m布置。構件鋼材采用Q235鋼，焊縫質量等級為二級。縱梁按照最不利荷載計算如圖2。

圖2

相應的彎矩分布圖如圖3。

圖3

查型鋼表縱梁選擇選擇I25a普通工字鋼，質量q=38.1×1.2=45.72kg/m，Ix=5017cm4，Wx=401cm3，抗 彎 剛 度EI=206GPa×5017cm4=10335.02kN·m2

最大彎矩值為：

正應力計算：

截面梁剪應力計算：

折算應力計算，距梁端0.5m處剪應力和正應力都比較大此處應力值：

根據《鋼結構設計規范》（GB 50017-2003）：

梁體剛度計算：

4 結 語

通過以上的簡單驗算，把牛腿貝雷梁簡化成簡支梁的模型與實際情況符合度較好，能滿足工程精度的要求，且便于廣大工程人員的掌握，具有一定的實用價值。

牛腿貝雷梁這種結構施工快捷方便、安全、效果良好，在后續施工中尤其在跨越交通線路的橋梁施工中可大量重復使用這種支架體系，為解決軟弱地層搭設現澆主梁支架不安全、不穩定、人力物力和財力投入大、材料回收利用率低、回收工期長的難題提供了科學基礎和發展依據。

[1]劉山林,閆淑娟,鐘本蜂.鋼管樁和貝雷片做現澆箱梁支架施工實踐[J].石家莊鐵道大學學報(自然科學版)，2003(S1).

[2]林鐵民.貝雷片支架變形及沉降的分析[J].福建建設科技，2006(2).