贝雷桁架挂篮的设计与应用

薛武强

（腾达建设集团股份有限公司，上海200122）

1 工程概况

上海镇坪路跨苏州河桥的主桥为3跨变高度悬浇预应力混凝土连续梁桥，跨径布置为30 m+47 m+30 m，中跨跨越苏州河。上部箱梁为单箱三室双向预应力箱梁，箱梁顶板全宽为25.6 m，厚度为0.25 m；腹板为直腹板，中墩腹板高度2.6 m，跨中与边墩腹板高度均为1.6 m，高度变化曲线采用二次抛物线；箱梁底宽16.8 m，底板厚220～500 mm。如图1、图2所示。

图1 悬浇桥横断面图（单位：mm）

图2 1/2悬浇桥节段划分立面图（单位：mm）

主桥共3跨，2×6个悬浇节段，节段长度为3.5 m和4.0 m，重量为152～175 t，采用四套挂篮对称悬臂现浇施工，0号梁段搭设钢托架浇筑。全桥共3个合拢段，按先边跨、后中跨的顺序合拢。

2 挂篮设计

2.1 挂篮选型

该工程桥宽25.6 m，市场上无现成的挂篮可以应用，需进行特殊定制。由于承重梁是挂篮的主要受力构件，承受施工设备和新浇混凝土的全部重量，并通过支点和锚固装置将荷载传到已施工好的梁段上，因此要求承重梁具有强度与稳定性安全可靠、装拆简单方便、移动灵活、自重轻等特点，而选用贝雷桁架梁作为挂篮承重梁则能较好地符合上述要求，故该工程采用了自锚式贝雷桁架挂篮。

2.2 贝雷桁架挂篮设计

挂篮由底盘、侧模、悬吊系统、主桁架、反滑梁，以及行走反压系统组成，如图3、图4所示。

图3 挂篮平面示意图（单位：mm）

图4 挂篮纵断面示意图（单位：mm）

2.2.1 底盘

由下横梁、纵梁、横楞、模板、两侧平台，以及反滑外伸梁组成。下横梁采用2[32a型钢，长度伸出箱梁翼板30 cm，前后间距5.2 m，下横梁设销孔板与吊杆吊耳板用贝雷销销接。纵梁采用2[36a型钢，间距根据箱梁形状调整，纵梁与下横梁焊接固定。纵梁顶每40 cm设[12.6横楞，通长布设，与纵梁间断焊接，每边比箱梁宽小3 cm。横楞顶铺设面板，在底模两侧设平台供施工侧模用。

2.2.2 侧模

侧模采用小槽钢焊接而成的片架，片架间距70 cm，各片架通过小槽钢连接成整体。如图5所示。

图5 1/2挂篮后支点横断面示意图（单位：mm）

2.2.3 悬吊系统

吊杆采用Φ32高强度精轧螺纹钢筋，吊杆底部焊接有采用3.5 cm钢板镗孔（直径φ52 mm）后加工成的耳板，以方便吊挂底盘；吊杆顶部设置配套螺母、垫片、小分配梁，直接吊挂在上横梁上。

2.2.4 主桁架

主桁架选用321贝雷桁架梁组拼而成。主桁架共设置4组，分别搁置在腹板顶部。每组主桁架均由三片贝雷桁架梁构成，在下弦杆顶部每隔3.0 m设置1根I28型钢，用U型钢筋卡住贝雷桁架竖杆后焊接在型钢顶部；每片贝雷桁架梁间每隔3.0 m设置1道[10剪刀撑；在上弦杆上设置上横梁。通过将主桁架上、下弦杆牢固连接，组成稳定的结构体系，如图6所示。

图6 1/2挂篮前支点横断面示意图（单位：mm）

2.2.5 反滑梁

将两根底盘纵梁反向接长，并通过吊框悬吊在箱梁底板上，作为挂篮行走时的支点，即挂篮行走时共有四个吊点，保证了结构稳定。吊框上设贝雷平滚，使反伸梁能滑移，如图7、图8所示。

2.2.6 行走反压系统

节段混凝土浇筑时在距前支点6 m处设一道2[25通长型钢，并用Φ32高强精轧螺纹钢筋锚固在已完成的箱梁上，每组主桁架两侧均设一根。

图7 反滑梁实景

图8 挂篮底盘与侧模实景

挂篮行走时用另一根2[25通长型钢下设平滚并用Φ32高强精轧螺纹钢筋锚固在箱梁上，使主桁架能平稳前移。

挂篮总长度15 m，其中前支点前6 m，前支点后9 m。混凝土浇筑时后锚梁距支点6 m。侧模后支点在混凝土浇筑时悬挂在已完成箱梁块件上，行走时通过销孔落在底盘上。

3 挂篮施工

3.1 挂篮拼装

在0＃块施工完成后，即可在其上拼装挂篮。各类材料均采用吊机配合安装。先在桥面上将每榀贝雷桁架拼装成主梁，再将3片主梁固定在一起，形成挂篮主桁架，然后依次安装反压系统、悬吊系统等。挂篮底盘先在地面拼装成型，然后采用多吊点整体吊装的方法安装到位。侧模挂篮待0#块施工完成后反吊在箱梁上，待挂篮拼装好后，在挂篮后横梁与墩顶之间设滑移轨道将侧模整体平移至预定位置，然后安装吊杆，如图9、图10所示。

图9 挂篮拼装实景

图10 挂篮拼装完成实景

由于每路主桁架均由3片贝雷梁拼装而成，因此为确保3片贝雷梁共同参于受力，必须采用联系型钢将各贝雷梁固接成一体。考虑到主桁架顶部已设置了前、后上横梁及行走反压梁，因此仅需在底部设置联系型钢，如图11所示。

图11 贝雷间联系型钢实景

3.2 挂篮预压

为取得挂篮在荷载作用下的弹性变形值，检验挂篮强度和稳定性，消除挂篮的非弹性变形，须对挂篮结构进行预压。预压荷载分多级，每级均取各节段重量的120%，采用水箱加载。两只挂篮同步对称进行预压、分级加载。加载时详细记录各级荷载下挂篮主桁架的挠度值，作为悬浇施工时立模标高的参考。预压完成后，挂篮即可投入使用。

3.3 挂篮移动

挂篮前移方式是在主桁架下垫平滚后，用倒莲牵引，每组主桁架均设一个倒莲，具体过程不再详述。但要注意的是，最终的支点垫设位置，必须位于贝雷梁的竖杆处，以避免桁架出现局部剪切扭曲，进而导致挂篮失衡，发生事故，如图12所示。

3.4 挂篮标高与线型控制

由于每节段箱梁悬浇时挂篮主桁架的挠度值均不相同，因此每节段的挂篮移动到位后，均需根据预压试验记录的各级荷载下主桁架的挠度值，调整挂篮底模前端头的标高，同时调整端点坐标。

图12 贝雷梁竖杆作用线示意图

因箱梁悬臂浇筑施工，梁端高程随荷载的变化是一个动态变化的过程，为使成桥后线形符合设计理想线形，预先对梁端进行一定预抛高，因此：立模标高=设计高程+挂篮变形+结构预抛高。

3.5 箱梁合拢

合拢采用吊模法，利用箱梁一侧的挂篮直接在现场改制成合拢段的吊架和模板。先拆除和卸落合拢段一侧的挂篮，再将另一侧挂篮主桁的一端穿过合拢段，使挂篮主桁支承在合拢段两侧的箱梁悬臂端，形成合拢段施工吊架，挂篮底盘和模板改制后，随前、后上横梁一起滑移就位，如图13所示。

图13 合拢段吊模实景

4 实践效果

（1）在挂篮整个施工过程中，通过持续的测量观测，不断地在节段施工中修正挂篮前端上抛量，使桥梁成型后的全桥线形完全达到了设计与规范要求。施工过程中挂篮未出现变形过大或者其它异常情况。

（2）该工程挂篮总重约61 t，如采用其它类型的挂篮，则必须定型设计加工，总的费用约为45万元，但采用贝雷桁架挂篮，除去一些小零件需定型加工外，其余型钢与贝雷均利用了自有材料，总的费用不超过10万元，大大节省了工程成本。

[1]孙九春，卢瑛.贝雷架作为桥梁承重支架应用时的理论分析与实践应用研究[J].上海公路，2010，（1）：26-30.

[2]朱永伟.贝雷梁挂篮的设计与安装 [J].四川建材，2011，（3）：209-210.