现浇箱梁贝雷支架施工技术

现浇箱梁贝雷支架施工技术摘要：贝雷支架是现浇箱梁施工中常用的一种支架形式，具有诸多优点，目前 在桥梁工程施工中应用广泛。本文结合具体工程实例，介绍了大桥支架现浇整体 思路，从支架施工的基础施工、支架搭设纵横梁安装三大方面探讨了贝雷支架现 浇箱梁施工技术，并提出墩梁式支架基础施工、支墩预埋件及高程设计等技术要 求，可供同类型的工程施工提供参考。关键词：贝雷支架；施工；支架搭设；安装；技术要求引言近年来，随着我国公路交通的不断发展，桥梁建设规模在不断的扩大，传统 的满堂支架施工已无法满足日益复杂的桥梁施工要求。为确保桥梁工程的施工安 全，同时维持交通的安全运行，采用贝雷支架进行桥梁上部结构箱梁现浇施工， 可以有效解决桥梁施工与交通之间的矛盾。贝雷支架是一种装配式钢梁，具有安 装拆卸简单、安全可靠以及施工速度快等特点。鉴于此，本文结合某大桥现浇箱 梁的施工实例，对现浇箱梁中的贝雷支架施工技术进行探讨。1 工程概况某大桥全桥长144.1m，孔跨布置为4孔32m简支梁。桥梁基础均为钻孔灌注桩，桥台采用双线矩形空心台，桥墩均为实体墩。大桥位于平坦的地势上。桥址 区地层主要为第四系全新统冲积砂质黄土、黏质黄土、粉土、细圆砾土；第四系 上更新统风积砂质黄土及上第三系泥岩。地表水为季节性流水，地下水对混凝土 存在氯盐、硫酸盐及镁盐侵蚀性，环境作用等级分别为 L2、H2 和 H1。2 支架现浇整体思路 该大桥支架现浇采用墩梁结构形式，墩梁结构利用主体既有承台和在简支梁跨中新增一排C30钢筋混凝土钻孔灌注桩（彷100cm），作为现浇简支梁的持力 基础。新增混凝土灌注桩顶部设置地系梁，采用彷630mmx8mm和 彷720mmxl0mm螺旋钢管作为支墩，支墩顶部设置调节砂箱，其上设置柱顶横梁。 柱顶横梁上铺设支架梁，支架梁采用贝雷梁形式，腹板和底板下方的支架梁上、 下部设置加强悬杆，支架梁在中支点和边支点处对腹杆进行加强。支架梁上设置 横向分配梁，其上铺设箱梁底模。3 支架施工方法3.1 基础施工（1）支架桩施工。每榀梁的墩梁结构在跨中增设一排支架桩（彷100cm）, 支架桩为 C30 钢筋混凝土结构。每排支架桩 4 根，分别布置在箱梁腹板正下方和 翼缘板下方。支架桩桩长根据荷载和地层情况计算确定。支架桩施工流程为：施 工准备T测量放线T钻机就位T制作泥浆T钻孔T成孔检测T清孔T安装钢筋笼T 下导管T混凝土灌注。根据空间有限元软件计算得出钢管的反力，中间2根最大 反力2112.5kN，两侧最大反力1045.5kN。设计和施工时，钢管与基础桩在同一轴 线上，因此桩基的承载力按照钢管的反力值计算。根据公路桥涵地基与基础设 计规范计算桩基承载力。单桩轴向受压承载力允许值：式中：u为桩身周长，m； li为承台底面或局部冲刷线以下各土层厚度，扩充部分不计， m； Qik为li对应的各土层与桩侧摩阻力标准值，kPa； Qr为桩端处土的承载力允许值，kPa； Ap为桩端面积，m2； m0为清底系数，取0.7； R为修整系数，取0.7； fao为桩端处土的承 载力基本容许值，强风化泥岩300kPa，弱风化泥岩400kPa； k2为容许承载力随深度的修正 值，取1.0； K为桩端以上各土层的加权平均重度，kN/m3，粗略计算取17kN/m3； h为桩端 的埋置深度，其计算值不大于40m，大于时按40m计算。安全系数K取1.5 （经验值），当K=Ra/2112.51.5时，表明桩基承载力满足要求。 桩基侧向摩阻力查询JTJ0241985公路桥涵地基与基础设计规范。砂质黄土极限摩 阻力值为50kPa；细圆砾土极限摩阻力值为120kPa；皿级泥岩极限摩阻力值为100kPa； IV级 泥岩极限摩阻力值为120kPa。（2）地系梁施工。地系梁用于连接支架桩，形成整体基础结构，共同分担上部荷载。地 系梁采用C30钢筋混凝土结构，结构尺寸。支架桩施工完成及强度满足要求后，进行地系梁施工。地系梁浇筑时应做好收面工作， 控制好表面平整度。施工流程：测量放线T基坑开挖T破桩T绑扎钢筋T立模T混凝土浇筑。3.2 支架搭设3.2.1 支架钢管设计（1）墩梁结构支架采用螺旋钢管，螺旋钢管规格为630mmx8mm和720mmx10mm。 支架钢管分为标准节和非标准节，每节钢管两侧设置法兰盘。根据现场实际情况，支架高度 选择合适的节段与法兰盘连接。非标准节由实际高度除去标准节确定。（2）支撑钢管验算。一是钢管轴向力验算。Q235钢630mmx8mm及720mmx10mm 钢管主要承受轴向压应力，根据空间有限元计算得出支撑钢管最大轴向压应力 omax=94.7MPaVQ235钢拉、压容许应力os=140MPa，满足要求。二是稳定性验算。钢管立 柱之间有斜撑杆和横向联系杆件，立柱最大高度l=12.5m，按两端铰接计算，长度系数u取 1.0，计算长度为L0=ul=12.5m。跨中720mm钢管轴力最大值为2112.5kN，630mm钢管轴 力最大值为1045.5kN。720mm钢管的回转半径为i= = =0.251m （D为钢管外径，d为钢管内 径）。长细比入=49.8。根据GB500172003钢结构设计规范，=0.917mm；计算压杆的应力（忽略钢管的 自质量），6=R/ （QA） =103.28MPa6 （Q235 钢材强度设计值为 215MPa），故 720mm 钢 管稳定性满足规范要求。照此方法计算Q630mm的钢管应力，6=R/ （QA） =74.7MPa6 （Q235钢材强度设计值为215MPa），故Q630mm钢管稳定性满足规范要求。3.2.2 钢管柱搭设 支架钢管分节吊装，每排4根钢管柱分根搭设。第一节钢管柱搭设完成后，围绕钢管柱搭设“井”字形钢管架，以方便下一节安装。随着钢管桩的搭设高度抬升，不断加高“井”字形 钢管架的高度，直至钢管柱搭设至设计高度。待同排钢管柱搭设至设计高度后，安装钢管桩 间联系杆，使同排钢管桩形成整体，提高稳固性，然后进行砂箱和柱顶横梁吊装。第一层钢管桩搭设前需对基础面（既有承台和地系梁）进行平整度检查，必要时进行打 磨处理，确保基面平整，以保证搭设的垂直度。而后进行第二层、第三层钢管连接，每节钢 管桩间采用螺栓连接，安装时应仔细检查螺栓连接的可靠性，必要时可改为焊接或采用焊接 工艺进行加强。固定好的钢管桩轴心应在一条线上。钢管桩每搭设一层，采用锤球检查垂直 度，以确保搭设质量。最后一层的钢管应根据现场实际测量情况在现场加工，以确保该榀箱 梁下面的钢管桩搭设后顶面齐平。为保证钢管架整体稳定性，钢管支架之间采用槽钢8a剪 刀撑连接。3.2.3 砂箱安装 砂箱采用无缝钢管加工而成。每根钢管柱上设置一个砂箱，砂箱通过法兰盘与钢管柱连接。砂箱顶板平行焊接2根短槽钢，形成限位槽，用于限制和固定柱顶横梁。砂箱结构示意 见图 1。砂箱用砂采用洁净的中砂，晒干、过筛后测出比重，根据所需高度称重装箱，确保砂箱 顶板标高一致。为方便卸砂，在距砂箱底部7.5cm处开一个圆孔，并用10mm厚的钢板制作 一个可推拉的挡板。砂箱采用吊车安装，吊装前检查砂箱的高度，确保同一榀箱梁下面的砂 箱高度一致，同时检查砂箱的完整性，有裂纹的禁止使用。施工过程中，砂箱需用塑料薄膜 包裹，以防雨水及潮气进入，影响使用。3.3 纵横梁安装3.3.1 柱顶横梁安装端支点柱顶横梁采用双拼145a型工字钢，中支点柱顶横梁采用三拼145a型工字钢。横梁 单根长16.5m。双拼和三拼145a型工字钢在现场加工，采用缀板进行连接和加强。柱顶横梁 采用吊车吊装，吊装前检查砂箱顶面的平整度，必要时采用钢楔块衬垫。为保证安全，将工 字钢固定在砂箱上。3.3.2 贝雷梁安装支架梁采用单层贝雷梁形式，每片贝雷梁梁高1.5m，长3.0m。每榀箱梁下面顺桥向布设 8组双拼梁。其中在箱梁底板和腹板下面布设6组，翼缘板下面每侧布设1组。该大桥采用 的贝雷片参数为弦杆100x48x5.3/8.5槽钢、腹杆180x50x4.5/6.5工字钢，支撑杆l64x4角钢。（1）贝雷梁稳定性验算。采用空间有限元计算贝雷片弦杆16Mn钢受力，其最大轴力 Fmax=284.6kNV16Mn钢理论容许承载力F弦杆=560kN。采用空间有限元计算贝雷片腹杆 16Mn钢受力，其最大轴力Fmax=156.6kNV16Mn钢理论容许承载力F腹杆=210kN。在中支 点贝雷片下部主横梁支撑位置的腹杆需要加强，采用1根100mmx10mm钢管进行加强，采 用空间有限元计算腹杆加强杆受力，其轴向最大应力为115.5MPaVQ235钢轴向压容许应力 os=140MPa。采用空间有限元计算贝雷片支撑杆16Mn钢受力，其最大轴力Fmax=35.2kNV 16Mn钢理论容许承载力F支撑杆=171.5kN。通过以上验算，贝雷梁符合结构强度及安全要 求。（2）贝雷梁安装。为方便吊装及考虑到吊装吨位，支架梁设计为2跨超静定结构。吊装 前贝雷梁在现场组装成12m、15m和18m的双拼梁，在腹板及底板部位的4列贝雷梁上下设 置加强悬杆。吊装采用分跨吊装，吊装前检查起吊设备（钢丝绳、鼓轮、吊钩等），先吊装 较长的双拼梁，将其临时架立在两排柱顶横梁上，再吊装较短的双拼梁，由人工在中跨支点 附近采用销栓对2跨贝雷梁进行锁定。考虑到支点受力较为集中，贝雷梁在现场拼装时，在 位于中支点位置的贝雷梁中部腹杆增设100mmx10mm钢管进行加强，在位于端支点位置增 设双拼10cm槽钢进行加强。3.3.3 分配横梁安装 分配横梁可将上部模板、梁体混凝土等荷载均匀传给贝雷梁。考虑到箱梁施工后的支架拆除，分配横梁采用114型短工字钢，底板和翼缘板下分开布设，以减小单根长度和质量， 方便抽出，工字钢按50cm的间距排列铺设。分配横梁安装完进行模板铺设及梁体施工。4 技术要求（1）墩梁式支架基础施工按照公路桥涵地基与基础设计规范计算出桩基长度，确保 地基满足稳定性及承载力要求。（2）支墩预埋件及高程应设计准确，满足支墩安装精度要求（垂直度偏差不应大于支墩 高度的 1/500，偏移值不得大于 50mm）。（3）钢管安装应按现场吊装设备能力和现场条件分节分层安装，钢管与基础及钢管接头 连接要牢固。（4）纵横梁安装前应标记安装位置，安装误差不得大于20mm。5 结束语 总而言之，现浇箱梁采用贝雷支架施工技术，可大大加快了施工周期，成倍提高了物料、工装等的周转效率，节约了大量成本，有效解决了地基软弱、湿陷性黄土等问题，目前在桥 梁现浇箱梁施工中得到广泛应用。在桥梁现浇箱梁贝雷梁支架施工过程中，应对贝雷梁支架 的设计和钢管立柱的设计进行严密的验算，保证设计的科学合理；同时也要加强施工管理力 度，严格控制施工质量，从而保证工程的质量和桥梁的正常安全使用。参考文献：1尤赞纪桥梁现浇箱梁中格构式钢管贝雷梁支架的施工技术J.珠江水运.2015 （11）2韩海洋现浇箱梁贝雷支架施工及质量控制J.城市建设理论研究（电子版）.2015 （25）3王斌贝雷梁支架在现浇箱梁施工中的应用J.交通世界.2016 （12）