大跨度双层贝雷桁架现浇箱梁支架施工技术

朱克东

(广州市市政工程机械施工有限公司)

1 工程概况

永和大道改造工程主桥(3—7 轴)左幅采用(33.5 +48+48 +30.5)m 变截面预应力连续箱梁，右幅采用(30.5 +48+48 +33.5)m 变截面预应力连续箱梁。高1.5 ～2.7 m，悬臂长3 m，支点附近腹板宽为0.5 ～0.8 m，跨中腹板宽厚度为0.5 m，顶板厚采用0.26 m、底板厚为0.25 m，顶底板在支点处均采用变高腹板采用斜腹板，斜率为4∶1。

主桥5－6 轴纵跨摇田河上的30 m 跨旧桥，根据设计要求，旧桥不能作为现浇箱梁的支架搭设平台。针对现场复杂的环境，采用了双层大跨度贝雷桁架现浇箱梁支架方案纵跨旧桥。

2 支架设计

2.1 基础设计

贝雷支架体系基础采用φ120 cm 的钻孔桩基础，每侧4根，一幅桥共8 根，桩基础上设置钢筋混凝土承台，承台上设置钢管立柱。

为尽量减少贝雷架纵梁的跨度，同时，将新桩对旧桥桩基础的影响降到合理的程度，取新旧桩之间的规范要求的最小距离3 m，即贝雷支架体系的最小计算跨度37 m，贝雷架拼装长度39 m。

2.2 贝雷桁架纵梁的设计

底板和腹板满布10 排三排双层加强型贝雷桁架，翼板处设置每边设置2 组双层双排贝雷桁架，贝雷架均采用国产加强型。

3 贝雷桁架纵梁的受力复核计算

按《桥涵钢结构及木结构设计规范》，恒载安全系数1.2，活载安全系数1.4。由于箱梁结构宽度较大，为保证贝雷架纵梁的局部受力稳定性，受力复核分为底板位置、腹板位置和翼板位置的支架受力复核计算及结构整体支架受力复核计算。

3.1 荷载

为简化计算，变截面箱梁以最大截面位置作为支架验算依据，梁截面的横向划分为底板位置、腹板位置和翼板位置分别图1 中的①、②和③。

图1

(1)结构自重

通过计算，底板位置、腹板位置、翼板位置的自重荷载分别为77.54 kN/m、59.28 kN/m 和19.44 kN/m。

(2)支架自重

支架自重分为两个部分，一部分为底模、大楞、小楞、槽钢等自重，另一部分为贝雷架的自重

式中:G支架为贝雷架平台每延米计算荷载;G1为贝雷架支架及方木重量，计算得单边翼板位置为5.76 kN/m，单边腹板位置为5.5 kN/m，底板位置为8.16 kN/m;G2为贝雷架梁自重，双排双层贝雷架取4.82 kN/m，三排双层贝雷架取7.08 kN/m。

根据公式1，单侧翼板位置支架自重为15.4 kN/m，单侧腹板位置支架自重为26.74 kN/m，底板位置的支架自重为36.48 kN/m。

(3)施工人员、施工料具堆放、运输荷载:2.5 kN/m。

(4)倾倒混凝土时产生的冲击荷载:2.0 kN/m。

(5)振捣混凝土产生的荷载:2.0 kN/m。

3.2 荷载组合

计算强度(组合公式)

根据公式2，底板位置、单侧腹板位置和单侧翼板位置及整个箱梁底贝雷架的计算强度分别为145. 92 kN/m、112.32 kN/m、50.91 kN/m 和435.99 kN/m。

3.3 纵梁荷载计算简化模型计算

贝雷桁架支架简化为简支梁，受力形式为均布荷载。则简支梁最大的弯矩计算公式为

最大的剪力计算公式

最大的扰度计算公式

式中(3)、(4)、(5)

q 为简支梁上每延米的均布荷载;L 为简支梁的计算长度;E 为简支梁的弹性模量;I 为简支梁的惯性矩。

根据公式(3)、(4)、(5)的计算公式，则翼板处、腹板处、底板处及整个箱梁的贝雷架计算如下。

(1)翼板处计算

①弯矩计算

②剪力计算

③扰度计算

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则翼板处两组双排双层贝雷架满足受力要求。

(2)腹板处计算

①弯矩计算

②剪力计算

③扰度计算

则腹板处单边三组三排双层贝雷架满足受力要求。

(3)底板处计算

①弯矩计算

②剪力计算

③扰度计算

则底板处四组三排双层贝雷架满足受力要求。

(4)箱梁贝雷架整体计算

①弯矩计算

②剪力计算

③扰度计算

则箱梁支架体系的贝雷架满足受力要求。

4 大跨度贝雷架搭设施工要点

(1)为便于桥梁下部道路的施工，支架基础采用低桩承台，本设计的承台地面低于道路完成面50 cm，承台上部设置双排φ630 钢管立柱。

(2)为便于施工完成后模板的拆除，在贝雷架梁底设置沙箱式临时支座。

(3)该支架体系的贝雷架架跨度37 m，三排双层贝雷架的重量28 t，吊装难度大，为了保证贝雷架横向稳定性，采取现场地面分组拼装分层吊装的方式，吊装到位后及时采取临时固定措施。

(4)由于支架全部采用双层贝雷架，高度较大，为加强贝雷架体系的整体性，施工时，箱梁中间的底板和腹板位置采用10组三排双层贝雷架，组与组之间用u 型扣锁定，每3 m 设置一道;翼板位置采用两组双排双层贝雷架，组与组之间每3 m 设一道剪刀撑，剪刀撑采用用［10 槽钢制作，螺栓连接。

(5)贝雷架上横向分配梁为I25a 型工字钢，间距0.6 m，贝雷梁与I25a 横向分配梁采用U 形扣锁定;翼板位置钢管架底部铺设纵向［10 槽钢，槽口向上，间距为0.35 m。

(6)支架预压:按箱梁重量120%、模板重量及施工荷载组合，确定压载重量，采用砂袋均匀堆压于支架上，根据预压沉降数据，调整底模标高。

(7)箱梁混凝土分两次浇筑，第一次浇筑箱梁的底板和腹板，第二次浇筑箱梁的顶板和翼板。

(8)上部支架体系共选择5 条贝雷架进行监测，分别为底板、腹板和翼板位置，监测点设置为:①应力监测点设置在贝雷架跨中位置的上下弦杆上，共设置8 个点。②扰度监测点设置在贝雷架跨中、1/4 和3/4 位置，共15 个点。

5 监测结果分析

在现浇箱梁结构的整个施工中，我们通过监测点的监测数据分析，发现贝雷架最大扰度0.051 m，应力为70 MPa，均比计算值偏小;由于变截面箱梁中间位置的梁重小于理论计算值，因此，设计与实际基本吻合，大跨度的贝雷桁架支架体系的安全性在可控范围之内。

6 结束语

工程现浇预应力混凝土箱梁采用大跨度双层贝雷桁架支架，通过对支架的局部受力验算和整体验算，使贝雷桁架的设置更为合理，大大降低了局部失稳破坏的风险，通过各种措施的实施确保了施工的安全顺利进行。实践证明大跨度双层贝雷梁桁架具有较大的跨越能力和施工可靠性，可供类似工程参考。

［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.

［2］ 杜荣军，混凝土工程模板与支架技术［M］. 北京:机械工业出版社，2005.

［3］ 江正荣，建筑施工计算手册［M］. 北京:中国建筑工业出版社，2011.