身份证号码：43052619791120xxxx
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（φ100cm），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φ630mm×8mm和φ720mm×10mm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（φ100cm），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→测量放线→钻机就位→制作泥浆→钻孔→成孔检测→清孔→安装钢筋笼→下导管→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]/2112.5＞1.5时，表明桩基承载力满足要求。
桩基侧向摩阻力查询JTJ024—1985《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；Ⅲ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1.2m×1.2m×14.0m。
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→基坑开挖→破桩→绑扎钢筋→立模→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φ630mm×8mm和φ720mm×10mm。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φ630mm×8mm及φ720mm×10mm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σmax=94.7MPa＜Q235钢拉、压容许应力[σs]=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φ720mm钢管轴力最大值为2112.5kN，φ630mm钢管轴力最大值为1045.5kN。φ720mm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λ= = =49.8。
根据GB50017—2003《钢结构设计规范》，φ=0.917mm；计算压杆的应力（忽略钢管的自质量），δ=R/（φA）=103.28MPa≤[δ]（Q235钢材强度设计值为215MPa），故φ720mm钢管稳定性满足规范要求。照此方法计算φ630mm的钢管应力，δ=R/（φA）=74.7MPa≤[δ]（Q235钢材强度设计值为215MPa），故φ630mm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I45a型工字钢，中支点柱顶横梁采用三拼I45a型工字钢。横梁单根长16.5m。双拼和三拼I45a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[100×48×5.3/8.5槽钢、腹杆I80×50×4.5/6.5工字钢，支撑杆∟64×4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=284.6kN＜16Mn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=156.6kN＜16Mn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φ100mm×10mm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115.5MPa＜Q235钢轴向压容许应力[σs]=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=35.2kN＜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φ100mm×10mm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I14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）
论文作者:戴乐军
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/23
标签：支架论文; 钢管论文; 横梁论文; 承载力论文; 现浇论文; 支点论文; 工字钢论文; 《基层建设》2017年6期论文;