新型组合桁架梁与贝雷梁施工方案比选

岳旭光

(中国铁建大桥工程局集团有限公司 银吴项目经理部，宁夏 银川 750101)

混凝土现浇梁施工往往需要搭设临时支架，贝雷梁作为临时支架在桥梁施工中已有较为广泛的应用。文献[1-3]详细介绍了贝雷梁的施工技术；文献[4-6]介绍了贝雷梁的结构安全计算和施工方法；文献[7-10]对贝雷梁结构的力学性能进行了分析研究。文中以新建银川—西安高速铁路银川—吴忠客运专线YWZQ-1标的银川机场黄河特大桥引桥为例，对引桥56 m简支梁采用新型组合桁架梁与采用贝雷梁施工进行了施工技术及经济性对比，为现浇混凝土梁的施工支架方案选择提供依据。

1 工程概况

新建银西铁路银吴客运专线YWZQ-1标银川机场黄河特大桥全长约13.8 km。起点位于银川市河东机场，向西上跨黄河至银川南部。桩基础 3 868 根，1×56 m 现浇简支梁13孔，1×96 m简支钢桁架梁2孔，3×168 m连续钢桁柔性拱2联，计划工期14个月。现浇简支梁采用单箱单室等高预应力混凝土简支箱梁，梁顶宽12.2 m，底宽6.7 m。跨中截面顶板厚35 cm，底板厚35 cm，腹板厚52 cm。

2 2种临时支架的施工技术特点

为了加快施工进度，56 m梁临时支架采用由中铁大桥局和湖北辉创重工集团有限公司联手研制的新型组合桁架梁。现从技术特点进行分析比较，探讨传统贝雷梁与新型组合桁架梁的施工技术优势。

2.1 贝雷梁的施工技术特点

贝雷梁是在原英制贝雷桁架桥基础上经过改良的一种快速组装的桥梁施工支架，我国在1965年定型生产。贝雷梁具有结构简单、运输方便、架设快捷、载重量大、跨距与立柱高度可调、互换性好、适应性强的特点，广泛应用于桥梁工程施工领域。其梁片结构见图1。

图1 贝雷梁梁片结构(单位：mm)

2.2 新型组合桁架梁的施工技术特点

新型组合桁架梁是我国铁路桥梁施工标准化组合杆件之一。该桁架梁综合了国外引进的万能杆件和321贝雷梁的结构形式，并进行了优化设计。桁架梁组合杆件由多个标准节段组合拼接而成，或者由多个标准节段与若干调节节段组合拼接而成，可根据需要组拼成不同跨度和承载能力的桁架梁结构。新型组合桁架梁具有结构简便、承载力高、跨越能力大、通用性好、拆装快捷、安全可靠、运输方便等优点。根据铁路实际工程应用效果，该桁架梁可大幅缩短临时结构的设计时间、制造周期和制造成本。其梁片结构见图2。

图2 新型组合桁架梁梁片结构(单位：mm)

3 施工方案对比

3.1 2种方案优缺点对比

1)贝雷梁方案

贝雷梁支架设置9排钢管，靠近桥墩处钢管直接以承台作为基础，跨中的7排钢管基础为钻孔桩基础。

钻孔桩直径1.0 m，桩长20 m。采用φ630钢管立柱，横梁为双拼I56B，主纵梁采用321贝雷梁。主纵梁距腹板225 mm，距底板900 mm。56 m现浇简支梁贝雷梁支架见图3。

采用贝雷梁支架施工的优点：①支架形式简单，采用梁柱式支架材料用量少，现场所需材料存放场地较小；②选用建筑市场中较易采购的型钢、钢管以及贝雷梁，加工或租赁成本较低；③支架施工工艺成熟，施工安全质量较易卡控；④若采用321标准贝雷梁，市场上租赁、生产厂家多，可立即进场使用；⑤横梁及立柱采用较小的工字钢及钢管，较易采购进场，材料下场后可广泛应用于其他项目。缺点：①支架间距较小，同一跨度内支架施工干扰较大；②立柱、基础较多，工程量较大，多孔简支梁施工周期较长，机械、人工成本较高；③施 工时支架间距小，流水作业时各工序干扰较严重；④支架跨度小，如桥跨下方有>6 m宽的道路或渠道则无法采用此方案。

图3 56 m现浇简支梁贝雷梁支架(单位：mm)

2)新型组合桁架梁方案

新型组合桁架梁施工设置4排钢管，靠近桥墩处钢管直接以承台作为基础，跨中2排钢管基础为钻孔桩基础。钻孔桩直径1.0 m，桩长40 m。承台处钢管采用φ820钢管立柱，横梁为双拼HN700型钢；跨中采用φ1 000 钢管立柱，横梁采用HN900型钢，主纵梁采用新型拼装杆件，纵梁跨度为(18+12+18)m。主纵梁距腹板225 mm，距底板900 mm。56 m现浇简支梁新型组合桁架梁支架见图4。承台处的钢管支架直接利用带锚筋的预埋钢板，将钢管立柱焊接牢固，并同步安装水平剪力撑。对于跨中处的支架，采用钻孔灌注桩和系梁作为基础。

采用新型组合桁架梁支架施工的优点：①杆件容许应力较大，可增大支架跨度，减小支架工程量；②支架形式与贝雷梁类似，支架施工安全质量关键点较易掌握；③支架材料少，单孔支架施工周期较短，全桥跨仅有4道立柱，可进行流水作业加快施工进度；④支架跨度较大，在各种复杂地形情况下具有极强的适应性。缺点：①新型组合式桁架梁目前具有生产资质的厂家仅有1家，加工周期长；②主要材料为大尺寸H型钢、大直径钢管，采购难度较大；③纵梁需在地面上整体拼接后吊装在支架上，需利用大吨位吊车配合施工。难点：①新型组合式桁架梁采用销轴铰接，因此拼装及吊装时纵梁的线型控制较难；②支架立柱、横梁等主要受力构件为大尺寸型钢结构，焊接质量严重影响支架整体结构的稳定性，焊接工艺要求较高；③因主要材料均为大型材料，支架搭设精度要求高，支架成型后的标高、线型对梁部施工影响较大。

3.2 成本及施工效率对比

1)单跨材料成本

按平均材料及工费进行成本分析，2种施工方案单跨材料成本分别见表1和表2。

图4 56 m现浇简支梁新型组合桁架梁支架(单位：mm)

材料型号单位总量单价/元合价/ 元厚20 mmt10.9354 64050 738.40钢板厚16 mmt6.8574 64031 816.48厚10 mmt0.3404 6401 577.60钢筋ϕ20 mmt0.1544 640714.56H型钢HN700t10.5425 10053 764.20HN900t13.9245 10071 012.40[14at1.8745 1009 557.40槽钢[16at1.2855 1006 553.50[10t3.1175 10015 896.70钢板半环厚14 mm,内径1 006 mmt3.2964 64015 293.44厚14 mm,内径806 mmt1.3254 6406 148.00ϕ1 200 mm×20 mmt1.0655 3005 644.50钢管ϕ1 000 mm×20 mmt0.7405 3003 922.00ϕ1 000 mm×14 mmt22.4685 300119 080.40ϕ820 mm×10 mmt13.1345 30069 610.20混凝土C30m360.00030018 000.00钻孔桩桩长40 m,直径1 mm240.00021050 400.00标准型4 mt72.9549 700707 653.80I型桁架标准型2 mt25.3899 700246 273.30标准型1.5 mt9.380970090 986.0045支撑架450 mm×1 560 mm标准支撑架t5.1909 70050 343.0090支撑架900 mm×1 560 mm标准支撑架t3.9529 70038 334.40贝雷梁标准型3 mt15.1209 700146 664.00标准型1.5 mt1.2009 70011 640.0090支撑架端头t3.3609 70032 592.00合计1 854 216.28

由表1和表2可知：新型组合桁架梁单跨材料总成本为185.422万元，贝雷梁单跨材料总成本为196.866万元。新型组合桁架梁与贝雷梁相比成本降低了5.8%，说明新型组合桁架梁与贝雷梁相比有明显的经济优势。

2)施工成本和施工效率

2种方案施工成本和施工效率对比见表3、表4。

由表3和表4可知：新型组合桁架梁施工成本为50 100元，贝雷梁施工成本为 74 790元。与贝雷梁相比,新型组合桁架梁施工成本减小了33.0%。在使用同样施工机械条件下，新型组合桁架梁支架施工周期为7 d，贝雷梁支架施工周期为14 d。采用新型组合桁架梁施工工期可减少一半。该施工方案可有效地加快桥梁施工进度，经济优势明显。

表2 贝雷梁方案单跨材料成本

表3 新型组合桁架梁方案施工成本和施工效率

表4 贝雷梁方案施工成本和施工效率

注： 贝雷梁考虑流水施工，搭接工期为3.25 d，施工总工期为14 d。

4 结语

新型组合桁架梁与贝雷梁进行比较，采用同样施工机械条件下，可有效节约施工工期，显著降低施工成本；新型组合桁架梁具有跨越能力强的优势，适用于在桥梁跨河、跨沟渠等施工难度大的地段施工。国内现有新型组合桁架梁生产能力与市场需求明显不匹配，因此，需要积极推广该施工新技术在现浇梁施工中的应用。随着新型组合桁架梁技术的不断推广，该施工技术所存在的一些问题会得到不断的解决。

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