多跨貝雷梁支架在現澆梁施工中的優化技術

李 科

（中鐵十八局集團第四工程有限公司，天津 津南 300350）

1．工程概況

隨著目前交通工程建設的逐步增多，加之愈來越多的相互交叉、上跨施工，給現澆箱梁尤其是現澆支架施工增加了難度。某公路工程某大橋在D2K029+835.46～D2K029+923.87（22#～23#墩）處采用l-88m簡支拱橋跨越S318連接線，拱橋結構為鋼管混凝土簡支拱結構，計算跨徑88m，系梁梁長91.2m,采用現澆施工。

2．原4跨1聯整體貝雷梁支架方案

現澆系梁施工支架搭設原設計方案為主墩兩端滿堂支架+4跨1聯貝雷梁。在跨越S318連接線位置設置凈寬8.13m雙門架，預留雙向四車道保證車輛臨時通行，門架立柱采用Ф630螺旋鋼管，S318連接線上路面兩側各布置1排1*11根，S318連接線中央分隔帶上布置1排1*11根，S318連接線路基外各布置1排1*11根，邊墩上鋼管樁上采用單片I50a工字鋼作為橫向分配梁，中墩上鋼管樁上采用雙片I50a工字鋼作為橫向分配梁?？v向跨臨時車道采用4跨1聯貝雷梁，貝雷片采用國產“321”鋼橋桁架，橫向截面布置根據系梁具體結構布置，間距為45cm單層貝雷片（上下加強弦桿）。貝雷片縱向每隔2米上下采用［12號槽鋼作為橫向聯系，用U型卡扣扣住，將貝雷片連成整體，使每片貝雷片受力均勻。每片貝雷梁長度66m整幅通長跨越S318省道。（詳見圖1原整幅貝雷梁搭設示意圖）。

圖1 原整幅貝雷梁搭設示意圖

3．原設計方案與實際要求的矛盾

為確保S318連接線的暢通，根據橋梁線路走向和線路寬度，項目實施前對現場條件進行了實地復核。經量測，S318連接線道路和順方向路面高、左權方向路面低，若按原方案整體4跨1聯搭設貝雷梁將使得線路左權方向通行道凈高僅為3.92m，無法滿足支架搭設后既有道路4.2m的限高要求（詳見圖1原整幅貝雷梁搭設示意圖）。

4．貝雷梁支架方案調整

系梁底標高無法更改，地面通行凈空達不到要求，只有更換厚度更薄的貝雷梁或對方案進行調整。經與國內貝雷梁廠家咨詢，“321”貝雷梁[1]已經是目前國內厚度比較薄的貝雷梁了，除非重新研發設計新的桁架梁片，但重新研發生產桁架梁片的費用卻很高，項目部大膽嘗試，將4跨1聯的整體貝雷梁，改為兩幅2跨2聯的貝雷梁，具體為：原支架中間1#支墩變為兩排支墩（1#支墩和1’#支墩），分別承擔兩幅貝雷梁相鄰的端部荷載?？鏢318道路和順方向與同側既有線坡腳上方的兩跨貝雷梁為一幅，因這一側既有道路標高較低，該幅貝雷梁標高不變；跨S318連接線左權方向與同側既有線坡腳上方的兩跨貝雷梁為一幅，為保證這一側道路通行凈空，該幅貝雷梁整體提高0.28m，經調整，跨S318連接線兩側貝雷梁底凈空均滿足通車標高要求（詳見圖2分幅貝雷梁搭設示意圖）。

圖2 分幅貝雷梁搭設示意圖

5．新方案與原方案的區別

原整幅4跨1聯貝雷梁為整體連續梁結構，中間支墩主要受負彎矩，改為兩幅貝雷梁支架后，原支架中間1#支墩改為分幅貝雷梁的兩排支墩，分別變成了兩幅兩跨1聯連續聯的邊墩，這兩排支墩除承受部分負彎矩外，主要承受貝雷梁上部荷載引起的正彎矩，為驗證方案的可行性，取單幅2跨1聯貝雷梁，采用有限元分析軟件Midas/civil[2]進行建模計算，縱梁的計算模型如圖3,計算模型中施加荷載標準值，自重荷載由軟件自動計算，荷載組合由計算程序完成。

6．新方案驗算與調整

6.1 新方案初始驗算

（1）正應力

正應力結果取荷載的設計值組合，縱梁正應力如圖4所示。

最大應力在2#墩處，貝雷梁下弦桿，最大剪應力:σ=389MPa＞273MPa不滿足要求，需調整。

（2）剪應力

變形計算結果取荷載的標準組合，縱梁變形分別如圖5所示。

圖5 縱梁剪應力圖

最大應力在2#墩處，貝雷梁下弦桿，最大剪應力:τ=199MPa＜[τ]=208MPa滿足要求。

(3)變形

變形計算結果取荷載的標準組合，總量的變形如圖6所示。

圖6 縱梁變形圖

最大變形在1#和2#墩中間位置貝雷梁，跨中最大變形v=11.6mm＜[v]=L/400=41.23mm安全。

懸 臂 端最大變 形 v=1.1mm〈[v]二 L/200=4.2mm安全。

分幅后貝雷梁部分邊墩受力滿足要求，新的中間支墩處的貝雷梁上下弦桿以及支撐處的豎桿應力均在300MPa以上，其中下弦桿應力更是達到389MPa,應力不符合要求。

6.2 新方案調整

在2#支墩處貝雷梁的(豎向傳力桿)豎桿采用Q345雙槽鋼14a加強，此時下弦桿應力最大，最大應力為265.6MPa。以下計算是將中間支撐處豎桿改為雙槽鋼14a后的計算結果。

(1)正應力

正應力結果取荷載的設計值組合，縱梁正應力如圖7所示。

圖7 縱梁正應力圖

最大應力在2#墩處，貝雷梁下弦桿，彎拉應力為σ=265.6MPa＜273MPa滿足要求。

（2）剪應力

剪應力結果取荷載的設計值組合，縱梁剪應力如圖8所示

圖8 縱梁剪應力圖

最大應力在2#墩處，貝雷梁下弦桿，最大剪應力：τ=142MPa＞[τ]=208MPa滿足要求。

(3)變形

變形計算結果取荷載的標準組合。

最大變形在1#和2#墩中間位置貝雷梁，跨中最大變形v=11.4mm＜[v]=L/400=41.23mm安全。

懸臂端最大變形v=1.0mm＜[v]=L/200=4.2mm安全。

修改方案后，貝雷梁的最大變形為安全，臨時墩的最大應力為137.3MPa＜215MPa，強度和穩定性均滿足要求。

圖9 已澆筑完成的系梁及支架圖

7．結論

經驗算，調整后的分幅搭設方案滿足承載力和穩定性要求，在理論支撐下，該橋簡支拱現澆系梁付諸實施，并已圓滿澆筑完成（如圖9已澆筑完成的系梁及支架圖），驗證了調整后的方案符合安全性要求，將貝雷梁支架分幅搭設的理論假設轉化成為現實，為貝雷梁支架施工新思路的應用提供了理論和實踐支撐。