贝雷支架法在连续刚构桥边跨现浇段施工中的应用

李世艺

(广西路建工程集团有限公司，广西 南宁 530001)

0 引言

连续刚构桥在公路、铁路中广范应用，不同的跨度、高度采用不同的施工工艺。边跨现浇段的体积较大，施工较为复杂，一般情况下，支架高度>20 m的采用牛腿支架，<20 m的采用落地支架，落地支架有满堂支架、大管立柱支架、贝雷支架等。本文介绍的是落地式贝雷支架。

1 工程概况

红渡红水河大桥为预应力混凝土连续刚构，跨径组合为(70+125+70)m，边跨现浇段投影位于河岸两侧斜坡上，结合地型地貌及有限的施工现场，采用运输方便、结构便捷、承载量大、组合结构系统性好的贝雷支架法施工(见下页图1)。

图1 大桥立面图(单位：cm)

一个边跨现浇段长度为6.34 m，底宽6 m，顶宽12 m，高度2.56 m，翼板悬臂长3 m，底板厚度为0.36～0.538 m，混凝土方量为79.75 m3，重207.3 t。

2 贝雷支架的设计

根据高度，红渡红水河大桥0#台支架为3层4排，3#台支架为2层4排，每排4片组合而成，横桥向平行布置，靠桥台三排间距为1.15 m，靠河边最后一排间距为0.45 m。

施工时要预留边跨合龙段挂篮底托的位置。贝雷片顶采用垫钢板和三角木调节高度，也作卸模使用；三角木上放置20b工字钢纵向梁，底板按0.375×2+0.563×8+0.375×2=6 m布设，翼板按间距0.75 m布设。在底板采用组合钢模板铺设在20b工字钢上，钢模的面板≥6 mm。翼板部分在20b工字钢纵梁上搭设钢管，钢管按0.75 m×0.9 m布设，步距为1 m，在支架顶端设置顶托，在顶托上放置8#槽钢焊接而成的三角架，其上布置木板作为翼板的底板，由于箱梁内部结构的复杂性，内模及腹板外模选择木模比较容易操作和方便施工(见图2)。

3 贝雷支架法的施工

3.1 贝雷支架法的特点

结合此桥，该方法的特点是运输方便、结构便捷、承载量大、组合结构系统性好、装拆简单。相对于满堂支架更经济、结构更稳定、施工速度更快。

3.2 地基处理

支架基础处理采用C20片石混凝土。混凝土由拌合站集中拌合，采用混凝土罐车运输，汽车泵输送到位，分层整体浇筑完成。

(a)侧面图

(b)正面图图2 0#台贝雷支架示意图

用全站仪定出基础的平面位置，采用挖掘机挖除表土，并按设计挖至基底深度，人工修整基坑并采用打夯机夯实，最后浇筑C20片石混凝土作为支架基础，基础顶面必须收浆平整，尽量让支架安装在同一个水平面上。

3.3 贝雷支架搭设

在混凝土基础上进行支架搭设。采用全站仪、水准仪配合，在基础顶面上定出支架的平面位置及标高，要求位置精确，预先把贝雷梁拼成12 m(4片)长一组，用吊车配合安装、固定，整个贝雷支架安装固定完成后，在贝雷支架顶部放置纵向分配梁，用垫钢板及三角木调节高度至计算标高，接着搭设纵向分配梁。翼板下方搭设钢管支架，设置顶托，顶托伸出高度要根据标高计算初步调好，在顶托上安装提前制作好的三角架。

3.4 支架预压

底模铺设完成后，对支架进行预压，确保支架的稳定性。加载材料采用沙袋堆载，利用吊车配合吊装加载材料，按照现浇段箱梁的荷载分布形式进行分级加载，并进行沉降观测。加载情况如表1所示：

表1 支架分级加载观测数据表

根据加载得出的结果调节底模的高程。

3.5 浇筑混凝土

箱梁混凝土为C55高性能混凝土，在拌合站集中拌合，混凝土搅拌车运输，汽车泵输送到位，对称分层浇筑，先底板，再腹板，最后顶板，一次性浇筑完成。土工布覆盖并浇水保湿养护，养护时间≥7 d。

3.6 贝雷支架的拆除

待边跨合拢后，完成预应力的张拉与压浆。然后可进行贝雷支架的拆除，拆除过程与搭设过程相反。拆除时通过三角木卸落模板，由于空间比较小，拆底模时要特别注意对混凝土的保护。拆除过程必须全程有专职安全员监护。

4 贝雷支架的验算

在此结合红渡红水河大桥0#台对贝雷支架进行验算。

4.1 分配梁20#工钢验算

因为在腹板底下的受力最大，所以腹板下20b工字钢为受力最不利，主要荷载为：

悬臂腹板混凝土重量2.5 t/m3：约为19.8125 t

组合钢模板(底模)75 kg/m2：约为237.75 kg

振捣、混凝土冲击：约为1.585 t

20#工钢：约为0.428 63 t

荷载总和∑≈19.812 5+0.237 8+1.585+0.428 6=22.063 9 t

均布荷载Q=22.063 9/6.34=3.480 1 t/M=3.480 1×104N/m

20b工字钢有关技术参数：E=2.1×105N/mm2，弯曲应力：[σw]=145 MPa，剪应力τ=85 MPa，截面惯性矩Ix=2 502 cm4，半截面面积矩Sx=146.1 cm3，翼缘宽度b=102 mm，截面抵抗矩Wx=250.2 cm3。

受力图如图3所示。

图3 分配梁20b工字钢受力值示意图

Mb按最不利布置三等跨连续梁，跨净为1.68 m时近似计算，Mb=Mc=-0.1×ql2=-0.1×3.480 1×104×1.682=-0.982 2×104N/m

悬臂段Qe=-ql=3.480 1×104×0.6=-2.088 1×104N/m

Qb=-0.6ql=-0.6×3.480 1×104×1.68=-3.507 9×104N/m

L/400=0.6/400=0.001 5，Ff

=3.519 2×10-4m

L/400=1.68/400=0.004 2，fab

Qmax=-3.507 9×104N/m，单根：-3.507 9×104/2=-1.754 0×104N/m

Mmax=-0.982 2×104N/m，单根：-0.982 2×104/2=0.491 1×104N/m

经过验算，纵向分配梁20b工字钢的抗弯及抗剪、挠度都满足受力要求。

4.2 贝雷片验算

上构箱梁长度为6.34 m，作用在贝雷支架上的箱梁长度为5.13 m，其余混凝土由桥台受力，贝雷支架受力的荷载为：

混凝土重量2.5 t/m3：约为161.323 9 t

组合钢模板(底模)75 kg/m2：约为2.308 5 t

振捣、混凝土冲击：约为12.938 3 t

20b工字钢，31.05 kg/m：约为3.641 3 t

钢管支架(5 cm，4.1 kg/m)约600 m：约为2.46 t

翼板托架8#槽钢8.04 kg/m，一侧8个，一个用8 m长槽钢：约为1.029 1 t

木模板及其它材料约为2 t

贝雷片300×48=14 400 kg=14.4 t

荷载总和∑≈161.323 9+2.308 5+12.938 3+3.641 3+2.46+1.029 1+2+14.4≈200.101 1 t

贝雷支架共设四排贝雷片，每一基础上每排各设二个支垫，共有16个支点。其支点处剪力为：

τ=200.101 1/16=12.51 t=12.51 kN<[τ]=24.5 kN

贝雷支架受力满足要求。

4.3 地基承载力验算

片石混凝土重2×2×3.75×2×25 000=750 000 N

荷载重约为200 t，200×10 000=2 000 000 N

根据试验室土工试验报告，地基土样为IL<0的坚硬老黏性土，E0取值16 MPa，Es=16/0.83=19.27 MPa，[σ0]取值460 kPa，所以σmax<[σ0]，满足要求。

5 结语

采用贝雷支架法进行边跨现浇段施工，不需要大面积进行地基处理，从而节省了施工时间，避免了在陡坡地段由于地基沉降给边跨现浇段施工产生的影响，减少了资金投入，加快了施工进度，很好地保证了施工质量，提高了支架材料的回收利用率。

在红渡红水河大桥施工过程中进行了支架变形和稳定性监测，施工过程中贝雷支架有可靠的稳定性，通过预压得出的数据，设置预拱度，也在控制范围内。对于边跨现浇段在河岸陡坡上的贝雷支架法施工，方案可操作性很强，结构体系安全可靠。