貝雷支架法在連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨現(xiàn)澆段施工中的應(yīng)用

李世藝

(廣西路建工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001)

0 引言

連續(xù)剛構(gòu)橋在公路、鐵路中廣范應(yīng)用，不同的跨度、高度采用不同的施工工藝。邊跨現(xiàn)澆段的體積較大，施工較為復(fù)雜，一般情況下，支架高度>20 m的采用牛腿支架，<20 m的采用落地支架，落地支架有滿堂支架、大管立柱支架、貝雷支架等。本文介紹的是落地式貝雷支架。

1 工程概況

紅渡紅水河大橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，跨徑組合為(70+125+70)m，邊跨現(xiàn)澆段投影位于河岸兩側(cè)斜坡上，結(jié)合地型地貌及有限的施工現(xiàn)場(chǎng)，采用運(yùn)輸方便、結(jié)構(gòu)便捷、承載量大、組合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性好的貝雷支架法施工(見(jiàn)下頁(yè)圖1)。

圖1 大橋立面圖(單位：cm)

一個(gè)邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)度為6.34 m，底寬6 m，頂寬12 m，高度2.56 m，翼板懸臂長(zhǎng)3 m，底板厚度為0.36～0.538 m，混凝土方量為79.75 m3，重207.3 t。

2 貝雷支架的設(shè)計(jì)

根據(jù)高度，紅渡紅水河大橋0#臺(tái)支架為3層4排，3#臺(tái)支架為2層4排，每排4片組合而成，橫橋向平行布置，靠橋臺(tái)三排間距為1.15 m，靠河邊最后一排間距為0.45 m。

施工時(shí)要預(yù)留邊跨合龍段掛籃底托的位置。貝雷片頂采用墊鋼板和三角木調(diào)節(jié)高度，也作卸模使用；三角木上放置20b工字鋼縱向梁，底板按0.375×2+0.563×8+0.375×2=6 m布設(shè)，翼板按間距0.75 m布設(shè)。在底板采用組合鋼模板鋪設(shè)在20b工字鋼上，鋼模的面板≥6 mm。翼板部分在20b工字鋼縱梁上搭設(shè)鋼管，鋼管按0.75 m×0.9 m布設(shè)，步距為1 m，在支架頂端設(shè)置頂托，在頂托上放置8#槽鋼焊接而成的三角架，其上布置木板作為翼板的底板，由于箱梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，內(nèi)模及腹板外模選擇木模比較容易操作和方便施工(見(jiàn)圖2)。

3 貝雷支架法的施工

3.1 貝雷支架法的特點(diǎn)

結(jié)合此橋，該方法的特點(diǎn)是運(yùn)輸方便、結(jié)構(gòu)便捷、承載量大、組合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性好、裝拆簡(jiǎn)單。相對(duì)于滿堂支架更經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、施工速度更快。

3.2 地基處理

支架基礎(chǔ)處理采用C20片石混凝土。混凝土由拌合站集中拌合，采用混凝土罐車(chē)運(yùn)輸，汽車(chē)泵輸送到位，分層整體澆筑完成。

(a)側(cè)面圖

(b)正面圖圖2 0#臺(tái)貝雷支架示意圖

用全站儀定出基礎(chǔ)的平面位置，采用挖掘機(jī)挖除表土，并按設(shè)計(jì)挖至基底深度，人工修整基坑并采用打夯機(jī)夯實(shí)，最后澆筑C20片石混凝土作為支架基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂面必須收漿平整，盡量讓支架安裝在同一個(gè)水平面上。

3.3 貝雷支架搭設(shè)

在混凝土基礎(chǔ)上進(jìn)行支架搭設(shè)。采用全站儀、水準(zhǔn)儀配合，在基礎(chǔ)頂面上定出支架的平面位置及標(biāo)高，要求位置精確，預(yù)先把貝雷梁拼成12 m(4片)長(zhǎng)一組，用吊車(chē)配合安裝、固定，整個(gè)貝雷支架安裝固定完成后，在貝雷支架頂部放置縱向分配梁，用墊鋼板及三角木調(diào)節(jié)高度至計(jì)算標(biāo)高，接著搭設(shè)縱向分配梁。翼板下方搭設(shè)鋼管支架，設(shè)置頂托，頂托伸出高度要根據(jù)標(biāo)高計(jì)算初步調(diào)好，在頂托上安裝提前制作好的三角架。

3.4 支架預(yù)壓

底模鋪設(shè)完成后，對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，確保支架的穩(wěn)定性。加載材料采用沙袋堆載，利用吊車(chē)配合吊裝加載材料，按照現(xiàn)澆段箱梁的荷載分布形式進(jìn)行分級(jí)加載，并進(jìn)行沉降觀測(cè)。加載情況如表1所示：

表1 支架分級(jí)加載觀測(cè)數(shù)據(jù)表

根據(jù)加載得出的結(jié)果調(diào)節(jié)底模的高程。

3.5 澆筑混凝土

箱梁混凝土為C55高性能混凝土，在拌合站集中拌合，混凝土攪拌車(chē)運(yùn)輸，汽車(chē)泵輸送到位，對(duì)稱分層澆筑，先底板，再腹板，最后頂板，一次性澆筑完成。土工布覆蓋并澆水保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7 d。

3.6 貝雷支架的拆除

待邊跨合攏后，完成預(yù)應(yīng)力的張拉與壓漿。然后可進(jìn)行貝雷支架的拆除，拆除過(guò)程與搭設(shè)過(guò)程相反。拆除時(shí)通過(guò)三角木卸落模板，由于空間比較小，拆底模時(shí)要特別注意對(duì)混凝土的保護(hù)。拆除過(guò)程必須全程有專(zhuān)職安全員監(jiān)護(hù)。

4 貝雷支架的驗(yàn)算

在此結(jié)合紅渡紅水河大橋0#臺(tái)對(duì)貝雷支架進(jìn)行驗(yàn)算。

4.1 分配梁20#工鋼驗(yàn)算

因?yàn)樵诟拱宓紫碌氖芰ψ畲螅愿拱逑?0b工字鋼為受力最不利，主要荷載為：

懸臂腹板混凝土重量2.5 t/m3：約為19.8125 t

組合鋼模板(底模)75 kg/m2：約為237.75 kg

振搗、混凝土沖擊：約為1.585 t

20#工鋼：約為0.428 63 t

荷載總和∑≈19.812 5+0.237 8+1.585+0.428 6=22.063 9 t

均布荷載Q=22.063 9/6.34=3.480 1 t/M=3.480 1×104N/m

20b工字鋼有關(guān)技術(shù)參數(shù)：E=2.1×105N/mm2，彎曲應(yīng)力：[σw]=145 MPa，剪應(yīng)力τ=85 MPa，截面慣性矩Ix=2 502 cm4，半截面面積矩Sx=146.1 cm3，翼緣寬度b=102 mm，截面抵抗矩Wx=250.2 cm3。

受力圖如圖3所示。

圖3 分配梁20b工字鋼受力值示意圖

Mb按最不利布置三等跨連續(xù)梁，跨凈為1.68 m時(shí)近似計(jì)算，Mb=Mc=-0.1×ql2=-0.1×3.480 1×104×1.682=-0.982 2×104N/m

懸臂段Qe=-ql=3.480 1×104×0.6=-2.088 1×104N/m

Qb=-0.6ql=-0.6×3.480 1×104×1.68=-3.507 9×104N/m

L/400=0.6/400=0.001 5，F(xiàn)f

=3.519 2×10-4m

L/400=1.68/400=0.004 2，fab

Qmax=-3.507 9×104N/m，單根：-3.507 9×104/2=-1.754 0×104N/m

Mmax=-0.982 2×104N/m，單根：-0.982 2×104/2=0.491 1×104N/m

經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，縱向分配梁20b工字鋼的抗彎及抗剪、撓度都滿足受力要求。

4.2 貝雷片驗(yàn)算

上構(gòu)箱梁長(zhǎng)度為6.34 m，作用在貝雷支架上的箱梁長(zhǎng)度為5.13 m，其余混凝土由橋臺(tái)受力，貝雷支架受力的荷載為：

混凝土重量2.5 t/m3：約為161.323 9 t

組合鋼模板(底模)75 kg/m2：約為2.308 5 t

振搗、混凝土沖擊：約為12.938 3 t

20b工字鋼，31.05 kg/m：約為3.641 3 t

鋼管支架(5 cm，4.1 kg/m)約600 m：約為2.46 t

翼板托架8#槽鋼8.04 kg/m，一側(cè)8個(gè)，一個(gè)用8 m長(zhǎng)槽鋼：約為1.029 1 t

木模板及其它材料約為2 t

貝雷片300×48=14 400 kg=14.4 t

荷載總和∑≈161.323 9+2.308 5+12.938 3+3.641 3+2.46+1.029 1+2+14.4≈200.101 1 t

貝雷支架共設(shè)四排貝雷片，每一基礎(chǔ)上每排各設(shè)二個(gè)支墊，共有16個(gè)支點(diǎn)。其支點(diǎn)處剪力為：

τ=200.101 1/16=12.51 t=12.51 kN<[τ]=24.5 kN

貝雷支架受力滿足要求。

4.3 地基承載力驗(yàn)算

片石混凝土重2×2×3.75×2×25 000=750 000 N

荷載重約為200 t，200×10 000=2 000 000 N

根據(jù)試驗(yàn)室土工試驗(yàn)報(bào)告，地基土樣為IL<0的堅(jiān)硬老黏性土，E0取值16 MPa，Es=16/0.83=19.27 MPa，[σ0]取值460 kPa，所以σmax<[σ0]，滿足要求。

5 結(jié)語(yǔ)

采用貝雷支架法進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段施工，不需要大面積進(jìn)行地基處理，從而節(jié)省了施工時(shí)間，避免了在陡坡地段由于地基沉降給邊跨現(xiàn)澆段施工產(chǎn)生的影響，減少了資金投入，加快了施工進(jìn)度，很好地保證了施工質(zhì)量，提高了支架材料的回收利用率。

在紅渡紅水河大橋施工過(guò)程中進(jìn)行了支架變形和穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)，施工過(guò)程中貝雷支架有可靠的穩(wěn)定性，通過(guò)預(yù)壓得出的數(shù)據(jù)，設(shè)置預(yù)拱度，也在控制范圍內(nèi)。對(duì)于邊跨現(xiàn)澆段在河岸陡坡上的貝雷支架法施工，方案可操作性很強(qiáng)，結(jié)構(gòu)體系安全可靠。