连续刚构桥贝雷梁与碗扣件组合支架法施工技术

2018-03-01李海涛

建筑机械 2018年1期

关键词：刚构方木贝雷梁

李海涛

（中铁十八局集团北京中铁大都工程有限公司，北京 102600）

在一些跨越障碍物的现浇箱梁的施工中，满堂支架无法应用，本文结合某桥的现场施工情况来介绍贝雷梁+碗扣支架这种混合支架应用时的情况。

1 工程概况

京承高速公路三期工程第14合同段横城子桥长92m，中心里程为K122+925.00，设计为16+2×24+16m连续刚构桥。该桥跨越下覆岩溶区段和地表软土、松软土、弃填土区域。

该桥连续刚构梁体采用支架法施工，支架采用贝雷梁支架，支架设3个支墩。支墩基础开挖至粉质黏土层后，分层回填石碴，每层均用冲击夯夯实处理或用振动压路机压实，上铺4块6m×1.5m×15cm的钢质路基板作为支墩基础，支墩上设落架砂箱。刚构梁梗肋段在承台上放置贝雷片，上搭设钢管支架，钢管支架顶设顶托，顶托上铺10cm×15cm的横向方木，横向方木上铺间距20cm、10cm×10cm的纵向方木，上铺竹胶板，刚构梁1.35m高正常梁段贝雷梁上铺间距30cm、10cm×10cm的横向方木，上铺竹胶板，侧模采用竹胶板后背间距30cm的竖向方木，其后沿高度方向设置2道对拉杆，支架详细结构见图1。

图1 支架平面示意图

2 施工工艺

支架法施工工艺流程见图2。

图2 支架法施工工艺流程图

3 支架搭设

3.1 底板横肋

贝雷梁顶横向分配梁（横肋）采用I18，横梁及箱室变化处间距60cm，正常段间距90cm，单根方木长度9.0m，I18与贝雷片顶以铁丝绑扎连接牢固。之后采用1～6cm厚、10cm宽木板根据梁底横坡调节横肋顶面标高，经测量复核无误后安装纵肋。

两侧翼板底横肋各采用单根10cm×10cm方木，间距90cm。

3.2 底板纵肋

横肋顶铺设10cm×10cm方木作纵肋，底板两侧倒角100cm范围及腹板纵肋间距20cm，其余部位40cm。纵肋与横肋之间采用铁钉固定牢固。

3.3 外模

底模采用中间宽1.22m、两侧各2.44m宽、18mm厚竹胶板拼装，板缝之间采用107胶水粘结，竹胶板与纵肋采用射钉连接牢固。预压完成后调节底板面标高，重新固定后画出与阴角模板之间的连接线，裁去多余竹胶板。

腹板采用1.22m宽、2.44m高、18mm厚竹胶板拼装，模板外侧水平肋板采用10cm×10cm方木，间距30cm，靠底板阴角模板处间距适当加强。竖肋采用两根φ48×3.5无缝钢管并排布置，采用蝴蝶卡连无缝钢管作斜撑，每0.9m布设一道，每断面设3～4道斜撑。

3.4 翼板底碗口架施工

立杆采用1.6m长LG-180型，顶杆采用0.9m和0.6m长两种规格，横杆采用0.6m和0.9m两种规格。

立杆横桥向间距0.6m，纵桥向间距0.9m，横向及纵向横杆步距0.9m。

碗口支架为定型支架，安装时需确定起始安装位置，根据现场测量数据计算出立杆底面标高，利用可调底托将立杆底面标高调平，避免局部不平导致立杆不平悬空或受力不均。

横向剪刀撑每隔2.7m设置一道，左右侧对称布置；纵向剪刀撑设2列，即靠近腹板处和靠近外侧贝雷梁处。

4 荷载计算

作用在模板、方木、贝雷梁支架上的竖向荷载主要有：现浇砼、钢筋、模板、方木，翼缘板及墩顶梗肋段钢管支架自重，施工人员，施工料具运输、堆放荷载，倾倒混凝土时产生的冲击荷载，振捣混凝土时产生的荷载［1］。

每平方刚构梗肋段梁体重：q1′=26kN/m3×2.05m=53.3kN/m2；

每平方正常段梁体重：q2′=26kN/m3×1.35m=35.1kN/m2；

每平方翼缘板重：q3=26kN/m3×0.3m=7.8kN/m2；

每平方施工人员、施工料具运输、堆放荷载：q4=2.5kN/m2；

每平方泵送，振捣混凝土时产生的荷载：q5=3.5kN/m2；

每平方竹胶板荷载：q6=1×1×0.015×8.5=0.128kN/m2。

荷载分顶系数见表1。

表1 荷载分顶系数

5 模板计算

梗肋段底板荷载组合：q=1.2×（53.3+0.128）+1.4×（2.5+3.5）=72.5kN/m2；

正常段底板荷载组合：q=1.2×（35.1+0.128）+1.4×（2.5+3.5）=50.7kN/m2；

翼板荷载组合：q=1.2×（7.8+0.128）+1.4×（2.5+3.5）=17.9kN/m2；

侧模侧压力组合：q=1.2×1.35×25+1.4×3.5=45.4kN/m2。

5.1 竹胶板验算

5.1.1 梗肋段

梗肋段底板竹胶板下方木间距0.2m，竹胶板净跨径l=0.1m，考虑竹胶板的连续性，取1.0m的板条作跨径l=0.1m的连续梁计算［1］。

梗肋段底板均布荷载为q=72.5kN/m2×1.0m=72.5kN/m

强度计算：

跨中弯矩

M=0.1ql2=0.1×72.5×0.12=0.073kN·m

弯曲应力

5.1.2 正常梁段

正常梁段底板竹胶板下横向方木间距0.3m，竹胶板净跨径l=0.2m，考虑竹胶板的连续性，取1.0m的板条作跨径l=0.2m的连续梁计算。

正常梁段底板均布荷载为q=50.7kN/m2×1.0m=50.7kN/m

强度计算：

跨中弯矩M=0.1ql2=0.1×50.7×0.22=0.2kN·m

弯曲应力

挠度计算：

5.2 方木验算

5.2.1 竹胶板下10cm×10cm方木验算

根据梁体重力分布，方木受力在梗肋段底板部位，q=72.5×0.2=14.5kN/m，在正常梁段底板部位，q=50.7×0.3=15.21kN/m，则方木在正常梁段底板受力最大，按跨径l=0.9m的连续梁计算［3］。

5.2.2 梗肋处横向10cm×15cm方木验算

方木为10cm×15cm，跨径l=0.6m，作连续梁计算。

6 支架计算

6.1 钢管支架计算

支架钢管采用φ48×3.5mm，截面积A=4.89×102mm2，惯性矩I=1.215×105mm5，抵抗矩W=5.078×103mm3，回转半径i=15.78mm。

梗肋处钢管支架横向间距60cm，纵向间距90cm，则单根钢管最大受力为P=72.5×0.6×0.9=39.15kN。

抗压强度计算

σ=P/A=39.15×103/4.89×102=80MPa＜［σ］=215MPa。

横杆步距为0.6m，长细比λ=l/i=38＜100，则立杆稳定性满足要求。

6.2 贝雷梁支架计算

根据刚构梁的截面特点，刚构梁荷载主要集中在底板10m宽范围，据前荷载计算，q=1.2×（35.1+0.128）=42.3kN/m2，12片贝雷片自重q=10.8kN/m，考虑为均布荷载q=1.2×（35.1+0.128）×10+1.2×10.8=435.7kN/m。

见支架图，贝雷梁计算跨径按l=9 m作简支梁计算：Mmax=1/8ql2=4411.5kN·m，Qmax=1/2ql=1960.7kN。

查《装配式公路钢桥多用途使用手册（第一版）》P59，表3-6，人民交通出版社，黄绍金，刘陌生编著，单层单排贝雷桥，允许弯矩为［M］=788.2kN·m，允许剪力为［Q］=245.2kN，单片贝雷片：W=3578.5cm3，I=250497.2cm4，则按弯矩控制：需贝雷梁片数=Mmax/［M］=5.6。按剪力控制：需贝雷梁片数=Qmax/［Q］=8。

可以看出，剪力为控制贝雷片数量的主要因素，实际在刚构梁底板部位贝雷梁布置了12片贝雷片，足以满足使用要求。

挠度验算f=5ql4/（384EI）=5×448.92×110004/（384×2.06×105×12×250497.2×104）=13.8mm＜11000/400=27.5mm，满足客运专线铁路施工规范要求。