贝雷梁在大跨度现浇连续梁满堂支架中的应用

周 宁

(中铁二局第四工程有限公司，山西吕梁033000)

跨公路桥施工为了不阻断公路交通，通常采用悬臂浇筑法施工，但有时候条件限制下必须采用满堂支架施工，这就需要在满堂支架下预留过车门洞，一般采用工字钢或者其他型钢作为纵梁，这里我们采用贝雷梁作为满堂支架过车通道的纵梁，与碗扣式满堂支架结合使用。

1 工程概况

哈大铁路客运专线是我国目前最北端寒冷地区的一条高速铁路。鞍辽特大桥为其中一座特大桥，位于辽宁省鞍山市和辽阳市境内，桥址为辽河、太子河、浑河及其支流冲洪积形成的平原，平原区大部为耕地，地形平坦开阔，局部地段地势稍高，工程地质主要为黏性土、砂类土、细圆砾土及粗圆砾土，局部下伏泥岩、砂质泥岩、混合花岗岩、含砾砂岩。

桥梁全长19 205.79 m，其中跨兰唐公路连续梁为(60+100+60)m的三跨连续梁跨线桥，连续梁采用支架现浇施工，分9个节段进行浇筑，包含8个现浇段和1个合龙段。梁全长221.5 m，桥面板宽12.0 m，中支点处梁高7.85 m，跨中10.0 m直线段，边跨15.75 m直线段，梁高4.85 m，梁底下缘按二次抛物线变化。梁体为单箱单室、直腹板、变高度、变截面结构，箱梁顶宽12.0 m，箱梁底宽6.7 m。

2 施工方案选择

由于工期紧迫，该连续梁由挂篮悬灌施工改为支架现浇施工。主墩高度8 m，采用碗扣式满堂支架。兰唐公路车流量大，人车混行，通过车辆主要为大型拖、挂车，超限宽车辆较多，因此支架跨兰唐公路采用粗钢管柱和贝雷梁，支架下保留双向各一个行车道，通车道净宽设置为4.2 m，净高为5.5 m，且连续梁与兰唐公路成26.57°的交角，通车道支架纵梁跨越能力需达到11.6 m，综合考虑选用贝雷梁作为通车道支架纵梁，再在贝雷梁上铺设Ⅰ20 a工字钢，其上搭设碗扣支架，与其余部分碗扣式支架连接成整体满堂支架。

图1 通行车道支架平面布置

3 贝雷梁支架设计

兰唐公路净宽24 m，双线四车道。连续梁改成支架现浇后，将占用道路路面，为保证交通顺畅，在车道位置采用粗钢管和单层贝雷梁搭设门洞支架，保持双向各有一个行车通道，同时采取相关交通疏导措施，保证车辆安全快捷通行。

钢管柱采用630×12mm作立柱，两个行车通道共设置三排，每排钢管立柱下端浇筑1.0 m×1.0 m C20混凝土整体基础，既保证钢管下端承重同时也增强立柱稳定性。立柱上方先铺设双排I 45a工字钢，再顺桥向铺设贝雷梁，贝雷梁底部设置加强弦杆，贝雷梁上再按支架设计图碗扣支架间距铺设I 20工字钢，用来支撑上方碗扣式钢管。贝雷梁总长48 m，布置间距根据箱梁下受力状态确定，腹板部位受力最大，其次为底板，再次为翼缘板，布置间距为2×90+45+5×22.5+52.5+8×45+52.5+5×22.5+45+5+2×90 cm(图1、图2)。

图2 贝雷梁支架立面布置

4 贝雷梁检算

贝雷梁检算根据其在梁底的布置部位分为腹板、底板、翼板三个部位进行检算。多排贝雷梁受力折减系数为0.9，将其简化为简支梁进行受力分析，按均布线性荷载考虑。

4.1 腹板处贝雷受力检算

贝雷梁受力见图3。

图3 贝雷梁检算

贝雷梁所受合力为:P=95.9×20=1 918 kN

单个贝雷:[V]=245.2 kN

6排贝雷梁承受能力合力:P=2×(0.9×6×245.2)=2 648.16 kN

弯矩:M=5.815P/2－F(0.3+0.9+1.5+2.1+2.7+3.3+3.9+4.5+5.1+5.7)

=2 699.89 kN.m

腹板下贝雷为单层6排:[M]=0.9×6×778.2=4 202.3 kN·m

满足要求。

4.2 底板处贝雷受力检算

贝雷梁所受合力为:P=108×20=2 160 kN

单个贝雷梁所受剪力:V1=P/(9×2)=120 kN

跨中合龙段为实心梁，所以:

单个贝雷梁所受剪力:V2=P2/(9)=84.9 kN

所以:V=V1+V2=204.9 kN

多排单个贝雷:V＜0.9×[V]=0.9×245.2=220.68 kN

弯矩:

腹板下贝雷为单层9排:M=0.9×9×[M]=0.9×9×778.2=6 303 kN·m

满足要求。

4.3 翼缘板处贝雷受力检算

贝雷梁所受合力为:P=20×42.6=852 kN

单个贝雷梁所受剪力:V=F/(3×2)=142 kN

单层多排单个贝雷受力:V=0.9×[V]=0.9×245.2=220.68 kN

弯矩:M=5.815P/2－F(0.3+0.9+1.5+2.1+2.7+3.3+3.9+4.5+5.1+5.7)=1 199 kN·m

翼弧下贝雷梁为单层3排:M=0.9×[M]=0.9×3×778.2=2 101.14 kN·m

满足要求。

工字钢与粗钢管柱、地基承载力检算略。

5 施工方案介绍

5.1 基础混凝土浇筑

基础1.0 m×1.0m×26.4m的条形，采用C20混凝土，采用胶合板制作模板，

在基础混凝土与原路面连接处植入2排20钢筋，植入深度0.5 m，间距1 m，基础顶面与钢管柱连接处预埋80 mm×80 mm×16 mm钢板。

5.2 钢管立柱安装

钢管采用外径为630 mm，壁厚为12 mm的螺旋钢管，不得采用卷管。先根据支架图计算出钢管顶标高，然后现场测出基础顶面预埋钢板的实际标高，计算出每一根钢管的长度，并编号进行下料安装。安装前先将钢管柱顶端的钢托板焊接好，并焊牢加劲肋，再竖立至混凝土基础预埋钢板上，避免将钢管柱立好再进行焊接，影响焊接质量(图4)。

图4 柱顶钢托板尺寸

5.3 吊装工字钢横梁

采用吊车装单根I 45a工字钢吊至粗钢管柱顶钢托板上，并装两根并排点焊固定在一起，每组工字钢横梁间翼板上横向焊接10号槽钢，10号槽钢起两个作用，一是将相邻两组工字钢横梁连接为整体，增加其稳定性，二是作为车行通道的防护棚骨架，在10号槽钢上铺设胶合板，保护支架下面通行的车辆。安装完成后用水准仪进行调平，使整个支架顶面位于一个水平面上。

5.4 吊装贝雷梁片

贝雷梁片预先在场地外进行分节组拼，组拼时应注意安装顺序以及插销的方向，组拼好的贝雷梁片为单排单层，拼好后用支撑架进行联结试拼。

根据吊车能力与支柱间距选择分节长度，本项目分为2节，每节长度为24 m，采用25 t吊车吊装。

5.4.1 安装贝雷梁

第1片吊装时需要两台吊车，先将预拼好的第1片贝雷梁吊装到柱顶横梁上，位置定好，利用吊车挂钩提升力稳住，防止倾倒。第2台吊车将另一片预拼好的贝雷梁吊装到位后立即与第1片到位的贝雷梁首尾用支撑架进行联结，然后可松开吊车挂钩，依次吊装预拼好的贝雷梁进行安装，每增加一道贝雷梁均应使用支撑架进行横向联结。

5.4.2 加密支撑架

预拼好的贝雷梁为单排单层，各桁架节间需要用支撑架进行加密，以增强贝雷梁的整体性和稳定性。标准支撑架能固定的贝雷梁间距为45 cm和90 cm两种，因此22.5 cm间距可采用45 cm间距支撑架交错联结，并自制连接钢板进行联结加强。52.5 cm间距则采用自制连接钢板交替倾斜进行横向联结。

图4 自制连接钢板加强示意

5.4.3 局部加强

2I 45a工字钢横梁在钢管立柱顶以及贝雷梁下接触部位焊制加劲肋，增加工字钢的局部稳定性。

贝雷梁在2I 45a工字钢横梁上方设置2[10槽钢加强立杆，加强立杆两端与贝雷梁弦杆严密合缝顶紧，两立杆间用钢筋焊接相对固定，并与贝雷梁弦杆固定，防止脱落(图5)。

图5 贝雷梁局部加强

5.4.4 贝雷梁螺栓紧固

贝雷梁拼接安装完成后，对整个支架进行一次拉网式的螺栓紧固，每一颗螺栓均需紧固一遍。完成后即可铺设I 20工字钢分配梁以及方木，搭设上面部份的碗扣支架。

6 施工注意事项

(1)支架混凝土基础施工时，位于原路面以后的基础采取单独扩大混凝土基础，基础全部埋置在地面以下，并对地基承载力进行检测，如不满足要求，需换填80 cm碎石垫层。

(2)基础预埋钢板焊接“几”字形锚固钢筋，焊接牢固，浇筑基础混凝土时采用钢筋进行固定，防止偏位，钢板顶面应大致处于同一水平面。

(3)安装间距为22.5 cm贝雷梁时应注意桁架节间的销子朝同一方向，因为间距太小，销子的大头端相互抵触，导致吊装时两节贝雷梁无法连接。

(4)柱顶标高必须严格控制，贝雷梁为整体受力，不平整容易导致局部失稳。

(5)贝雷梁吊装过程中采用两根钢丝绳固定两个吊点，避免单根钢丝绳产生滑移，吊装到位后立即用支撑架横向联结，联结牢固后方可松开吊车挂钩，防止贝雷梁扭曲。

(6)在贝雷梁跨中处以及工字钢横梁上方位置横向拉通设置支撑架，确保其整体稳定性。

7 结束语

贝雷梁因其标准化构件，拼装方便快捷，在公路、铁路桥梁支架中得到广泛应用，本工程利用其跨越能力大，承载力高，且施工方便，与碗扣支架灵活搭配组合，成功完成大跨度支架现浇连续梁的施工。特别是采用22.5 cm的排距进行组合，极大提高贝雷梁的承载能力，为今后类似现浇梁支架搭设提供可靠的实践经验。

[1]黄绍金，刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].人民交通出版社，2004