高速公路贝雷片组装管理论文

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【关键词】：现浇箱梁、贝雷支架、设计、检算

【摘要】：贝雷片组装现浇梁支架有效解决高墩、墩间高差大、山地陡坡、跨越河沟、防止洪水冲刷等问题。它的检算内容包括荷载计算，每片贝雷桁架梁承受荷载计算，支座反力，临时墩顶横梁检算，钢管临时支墩检算，贝雷梁纵向挠度的计算。

1工程概况

铜黄高速公路汤屯段第一标段，起点桩号为K194＋176，终点桩号为ZK196＋721和YK196＋930，主线里程长2.754Km，总工期30个月。

本标的逍遥溪特大桥位于黄山附近的山岭重丘区，沿逍遥溪展布，下部为常流水，两侧山岩比较陡峭，植被发达。逍遥溪特大桥墩高大部分在10-25米之间，最高墩高为27米，上部设计为35米和40米跨径的现浇连续箱梁，预应力现浇箱梁采用单箱单室截面，梁高250cm，梁底宽度565cm，箱梁顶宽1220cm。由于当地环保要求高，两侧地形坡度大的特点，墩高且高差大，使得此桥大部分地段不能搭设满堂支架施工现浇箱梁，因此我们单位提出了贝雷片组装现浇梁支架的施工方案。

2现浇连续箱梁施工方案

本项目现浇箱梁设计为逐孔现浇、分次张拉的预应力混凝土连续箱梁。根据施工现场的地形情况，现浇箱梁支架拟采用钢管柱做临时支墩、贝雷架做主纵梁，组合形成现浇支架，以解决高墩、山地、跨越河沟、防止洪水冲刷等问题，代替常规的满堂支架法施工。

支架的结构形式为：把钢管支墩制作成排架结构形式，每排单根的钢管柱用型钢联结成整体，作为支架支撑墩；上部用贝雷架和专用的横向联结构件组成桁架梁作连续梁式支架，作为箱梁现浇支架。用固定在贝雷架主弦杆上的方木作标高调整构件。钢管柱直径采用416mm、δ=6mm(按照最不利管径取值)，贝雷架为321型(高1.5m,每节长3.0m)，支墩排架则按照四跨布置。整体布置如下图所示：

3现浇连续箱梁贝雷片支架的设计

3.1贝雷片桁架的设计

每跨箱梁现浇混凝土的数量为350m3，贝雷桁梁每片外形尺寸为150cm×300cm×18cm(高×长×厚)，重量270kg,Φ50mm插销,剪力Q=50t，容许弯矩[M]=75。沿箱梁横向布置贝雷片12道，间距均匀布置，其容许承载力[m]=900左右。桁架顶部横向布设10×10的方木，间距50，用铁丝或铁钉与贝雷片的主弦杆绑扎牢靠(为调整底板的高程,在主弦杆的顶面预先绑扎调整方木)，在箱室肋部，方木加密一半，间距25；使用长度为3m的方木交错布置，使得同一贝雷片上的方木接头不得超过50%，作为底模板横肋，同时作为支架的上部水平连接系。沿支架纵向每1.8m设置横向钢结构连接系一道，以保证贝雷片整体受力。

3.2钢管柱支墩的设计

支架基础为明挖扩大条形基础；临时支墩为钢管柱，采用416、δ=6钢管。每跨纵向共设四个支墩，横向靠近墩位的临时支墩每排设4根，跨中的双排钢管桩横向每排设5根，一跨内共计28根钢柱；钢管柱顶沿桥横向布设2根I40并排工字钢，工字钢上沿桥纵向布置12片标准贝雷桁架,纵梁统一采用槽钢联结成一体。

4现浇连续箱梁贝雷片支架的检算

4.1荷载计算

按《桥规》的规定，经计算各部分荷载如下:

①新浇筑钢筋混凝土自重

按设计图纸40m跨径梁部混凝土数量为350m3，混凝土自重约为。不计墩顶的实体部分，平均到整个跨度内为。

②模板和支架自重

模板自重：(47米外模重量为103t，内模：0.63t/m）

支架自重：支架顶部铺设的方木和横向连联系杆，按贝雷架的0.3倍计入。

③施工人员和料具等行走运输或堆放荷载：

按《桥涵手册》下册第15~16页的参考值取，整跨的匀布荷载为

④振捣混凝土时产生的荷载

按《桥涵手册》下册第15~16页的参考值取：，整跨的匀布荷载为

根据桥规：验算支架纵梁强度时荷载组合为

227.5+28.215+14.04+18.75+8.75=297.255KN/m

验算支架纵梁刚度时荷载组合为227.5+28.215+14.04=269.755KN/m

4.2每片贝雷桁架梁承受荷载计算

(1)验算贝雷纵梁强度时作用在每片贝雷纵梁上的荷载为:

=

(2)验算贝雷纵梁刚度时作用在每片贝雷纵梁上的荷载为：

=

4.3计算结构简图

4.4支座反力

式中:

、、、———各组贝雷纵梁各支点处反力;

、、———三跨等跨连续梁受均布荷载时的剪力系数;

———每片贝雷纵梁上受均布荷载。

则相应各支墩顶承受荷载为:

式中:、、、———钢管临时支墩的所受的力。

4.5一片贝雷梁承受24.77kN/m时的弯矩图

由交通部交通战备办公室《装配式公路钢桥使用手册》可知一片贝雷架的允许弯矩为788.2

356.7＜788.2满足施工要求

4.6一片贝雷梁承受24.77kN/m时的剪力图

由交通部交通战备办公室《装配式公路钢桥使用手册》可知单层一片贝雷架的允许剪力为245.2KN，而中间支墩的最大剪力为178.3KN。

178.3KN＜245.2KN可满足施工要求

4.7计算临时墩顶横梁

(1)墩位旁临时钢管墩顶横梁：

为计算方便，把12片雷贝架按均匀布置考虑，取，以两端悬臂中间三跨连续梁为计算模型，如图所示(长度单位为厘米)临时墩顶横梁剪力图为：

，满足施工要求。（工字钢截面积取自《桥梁施工手册》）

横梁弯矩图

弯曲应力，满足施工要求

(2)跨中临时钢管墩顶横梁：

为计算方便，把12片雷贝架按均匀布置考虑，取

以四跨连续梁为计算模型，如图所示(长度单位为厘米)

临时墩顶横梁剪力图为：

剪应力，满足施工要求

横梁弯矩图

弯曲应力，满足施工要求

（钢材应力取值参考《钢结构设计规范》GB50017－2003表3.4.1-1）

4.8钢管临时支墩

钢管采用外径416mm，壁厚为6mm的规格，墩位边临时支墩按单排布置，与相邻跨墩位边支墩竖向每隔7米采用[10的槽钢连接，形成稳定结构；跨中支墩按双排布置，竖向也是每隔7米在用[10的槽钢连接成稳定结构。

(1)钢管桩的承载能力

钢管桩横截面面积

钢管桩横截面的惯性矩

钢管桩的计算长度，根据槽钢的连接约束作用，可知

由GB50017-2003《钢结构设计规范》录附C轴心受压构件的稳定系数，表C-1b类截面轴心受压构件的稳定系数，(钢管为焊接螺旋管采用B类截面)查表并用线性内插

根据横梁的剪力图可知，跨中临时支墩中受力最大的为：

(2)钢管支墩的整体稳定性的验算满足施工要求

4.9贝雷梁纵向挠度的计算

施工阶段作用于贝雷架上的荷载有:现浇钢筋混凝土构件自重、模板自重及木方自重、施工操作荷载及贝雷架自重等。上述荷载均可看作沿梁跨方向不变的均布荷载,并由12片贝雷架承担。

采用图乘法，结构计算简图如结构计算简图和图所示，在均布荷载q作用下，贝雷架弯矩图如图所示，考虑贝雷架为梁式结构，可按下式进行计算(不考虑支墩和销栓的非弹性变形)

(n=9)

根据与在杆件同侧乘积取正，异侧取负号的原则，即得

(满足桥涵施工规范对支架挠度的要求)

其中E和I分别《钢结构设计规范》和《装配式公路钢桥使用手册》查得。

5现浇连续箱梁贝雷片支架在施工中的应用

参考文献：

［1］JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范[S].

［2］GB50017-2003钢结构设计规范[S].

［3］陈义鑫，周如鹄等.公路桥涵设计手册:梁桥(下册)[M]．北京：人民交通出版社,2000.