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【關鍵詞】：現澆箱梁、貝雷支架、設計、檢算

【摘要】：貝雷片組裝現澆梁支架有效解決高墩、墩間高差大、山地陡坡、跨越河溝、防止洪水沖刷等問題。它的檢算內容包括荷載計算，每片貝雷桁架梁承受荷載計算，支座反力，臨時墩頂橫梁檢算，鋼管臨時支墩檢算，貝雷梁縱向撓度的計算。

1工程概況

銅黃高速公路湯屯段第一標段，起點樁號為K194＋176，終點樁號為ZK196＋721和YK196＋930，主線里程長2.754Km，總工期30個月。

本標的逍遙溪特大橋位于黃山附近的山嶺重丘區，沿逍遙溪展布，下部為常流水，兩側山巖比較陡峭，植被發達。逍遙溪特大橋墩高大部分在10-25米之間，最高墩高為27米，上部設計為35米和40米跨徑的現澆連續箱梁，預應力現澆箱梁采用單箱單室截面，梁高250cm，梁底寬度565cm，箱梁頂寬1220cm。由于當地環保要求高，兩側地形坡度大的特點，墩高且高差大，使得此橋大部分地段不能搭設滿堂支架施工現澆箱梁，因此我們單位提出了貝雷片組裝現澆梁支架的施工方案。

2現澆連續箱梁施工方案

本項目現澆箱梁設計為逐孔現澆、分次張拉的預應力混凝土連續箱梁。根據施工現場的地形情況，現澆箱梁支架擬采用鋼管柱做臨時支墩、貝雷架做主縱梁，組合形成現澆支架，以解決高墩、山地、跨越河溝、防止洪水沖刷等問題，代替常規的滿堂支架法施工。

支架的結構形式為：把鋼管支墩制作成排架結構形式，每排單根的鋼管柱用型鋼聯結成整體，作為支架支撐墩；上部用貝雷架和專用的橫向聯結構件組成桁架梁作連續梁式支架，作為箱梁現澆支架。用固定在貝雷架主弦桿上的方木作標高調整構件。鋼管柱直徑采用416mm、δ=6mm(按照最不利管徑取值)，貝雷架為321型(高1.5m,每節長3.0m)，支墩排架則按照四跨布置。整體布置如下圖所示：

3現澆連續箱梁貝雷片支架的設計

3.1貝雷片桁架的設計

每跨箱梁現澆混凝土的數量為350m3，貝雷桁梁每片外形尺寸為150cm×300cm×18cm(高×長×厚)，重量270kg,Φ50mm插銷,剪力Q=50t，容許彎矩[M]=75。沿箱梁橫向布置貝雷片12道，間距均勻布置，其容許承載力[m]=900左右。桁架頂部橫向布設10×10的方木，間距50，用鐵絲或鐵釘與貝雷片的主弦桿綁扎牢靠(為調整底板的高程,在主弦桿的頂面預先綁扎調整方木)，在箱室肋部，方木加密一半，間距25；使用長度為3m的方木交錯布置，使得同一貝雷片上的方木接頭不得超過50%，作為底模板橫肋，同時作為支架的上部水平連接系。沿支架縱向每1.8m設置橫向鋼結構連接系一道，以保證貝雷片整體受力。

3.2鋼管柱支墩的設計

支架基礎為明挖擴大條形基礎；臨時支墩為鋼管柱，采用416、δ=6鋼管。每跨縱向共設四個支墩，橫向靠近墩位的臨時支墩每排設4根，跨中的雙排鋼管樁橫向每排設5根，一跨內共計28根鋼柱；鋼管柱頂沿橋橫向布設2根I40并排工字鋼，工字鋼上沿橋縱向布置12片標準貝雷桁架,縱梁統一采用槽鋼聯結成一體。

4現澆連續箱梁貝雷片支架的檢算

4.1荷載計算

按《橋規》的規定，經計算各部分荷載如下:

①新澆筑鋼筋混凝土自重

按設計圖紙40m跨徑梁部混凝土數量為350m3，混凝土自重約為。不計墩頂的實體部分，平均到整個跨度內為。

②模板和支架自重

模板自重：(47米外模重量為103t，內模：0.63t/m）

支架自重：支架頂部鋪設的方木和橫向連聯系桿，按貝雷架的0.3倍計入。

③施工人員和料具等行走運輸或堆放荷載：

按《橋涵手冊》下冊第15~16頁的參考值取，整跨的勻布荷載為

④振搗混凝土時產生的荷載

按《橋涵手冊》下冊第15~16頁的參考值取：，整跨的勻布荷載為

根據橋規：驗算支架縱梁強度時荷載組合為

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

驗算支架縱梁剛度時荷載組合為227.5+28.215+14.04=269.755KN/m

4.2每片貝雷桁架梁承受荷載計算

(1)驗算貝雷縱梁強度時作用在每片貝雷縱梁上的荷載為:

=

(2)驗算貝雷縱梁剛度時作用在每片貝雷縱梁上的荷載為：

=

4.3計算結構簡圖

4.4支座反力

式中:

、、、———各組貝雷縱梁各支點處反力;

、、———三跨等跨連續梁受均布荷載時的剪力系數;

———每片貝雷縱梁上受均布荷載。

則相應各支墩頂承受荷載為:

式中:、、、———鋼管臨時支墩的所受的力。

4.5一片貝雷梁承受24.77kN/m時的彎矩圖

由交通部交通戰備辦公室《裝配式公路鋼橋使用手冊》可知一片貝雷架的允許彎矩為788.2

356.7＜788.2滿足施工要求

4.6一片貝雷梁承受24.77kN/m時的剪力圖

由交通部交通戰備辦公室《裝配式公路鋼橋使用手冊》可知單層一片貝雷架的允許剪力為245.2KN，而中間支墩的最大剪力為178.3KN。

178.3KN＜245.2KN可滿足施工要求

4.7計算臨時墩頂橫梁

(1)墩位旁臨時鋼管墩頂橫梁：

為計算方便，把12片雷貝架按均勻布置考慮，取，以兩端懸臂中間三跨連續梁為計算模型，如圖所示(長度單位為厘米)臨時墩頂橫梁剪力圖為：

，滿足施工要求。（工字鋼截面積取自《橋梁施工手冊》）

橫梁彎矩圖

彎曲應力，滿足施工要求

(2)跨中臨時鋼管墩頂橫梁：

為計算方便，把12片雷貝架按均勻布置考慮，取

以四跨連續梁為計算模型，如圖所示(長度單位為厘米)

臨時墩頂橫梁剪力圖為：

剪應力，滿足施工要求

橫梁彎矩圖

彎曲應力，滿足施工要求

（鋼材應力取值參考《鋼結構設計規范》GB50017－2003表3.4.1-1）

4.8鋼管臨時支墩

鋼管采用外徑416mm，壁厚為6mm的規格，墩位邊臨時支墩按單排布置，與相鄰跨墩位邊支墩豎向每隔7米采用[10的槽鋼連接，形成穩定結構；跨中支墩按雙排布置，豎向也是每隔7米在用[10的槽鋼連接成穩定結構。

(1)鋼管樁的承載能力

鋼管樁橫截面面積

鋼管樁橫截面的慣性矩

鋼管樁的計算長度，根據槽鋼的連接約束作用，可知

由GB50017-2003《鋼結構設計規范》錄附C軸心受壓構件的穩定系數，表C-1b類截面軸心受壓構件的穩定系數，(鋼管為焊接螺旋管采用B類截面)查表并用線性內插

根據橫梁的剪力圖可知，跨中臨時支墩中受力最大的為：

(2)鋼管支墩的整體穩定性的驗算滿足施工要求

4.9貝雷梁縱向撓度的計算

施工階段作用于貝雷架上的荷載有:現澆鋼筋混凝土構件自重、模板自重及木方自重、施工操作荷載及貝雷架自重等。上述荷載均可看作沿梁跨方向不變的均布荷載,并由12片貝雷架承擔。

采用圖乘法，結構計算簡圖如結構計算簡圖和圖所示，在均布荷載q作用下，貝雷架彎矩圖如圖所示，考慮貝雷架為梁式結構，可按下式進行計算(不考慮支墩和銷栓的非彈性變形)

(n=9)

根據與在桿件同側乘積取正，異側取負號的原則，即得

(滿足橋涵施工規范對支架撓度的要求)

其中E和I分別《鋼結構設計規范》和《裝配式公路鋼橋使用手冊》查得。

5現澆連續箱梁貝雷片支架在施工中的應用

參考文獻：

［1］JTJ041-2000公路橋涵施工技術規范[S].

［2］GB50017-2003鋼結構設計規范[S].

［3］陳義鑫，周如鵠等.公路橋涵設計手冊:梁橋(下冊)[M]．北京：人民交通出版社,2000.