1、市政桥梁施工中的贝雷支架的设计与技术应用摘要：贝雷支架承载力大,结构灵活,拆装方便,可多次重复使用,所以在桥梁施工中得到广泛应用。通过介绍重庆某大道跨线桥现浇箱梁时，采用大跨度贝雷架上跨现有公路、确保交通的施工工艺。 关键词:市政桥梁工程;贝雷支架;设计;施工技术 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1 前言 贝雷支架现浇梁施工就是用贝雷片组装成箱梁施工的支撑平台，在贝雷架上进行箱梁模板安装、模板预压、钢筋安装、砼浇筑、预应力初张拉等施工项目。它与移动模架制梁的主要区别在于：支撑系统与模板系统是分离的，且没有液压和走行系统。 2 施工方案的选择 本跨线桥与金龙路交叉并上跨，此“十
2、”字路口各方向车流量特别大，新建桥梁在此处设置了跨度为 38m 的箱梁结构，施工中必须采用大跨度的架体结构来跨越，确保交通畅通。 型钢门洞的方案由于预留跨径受限，设置连续多跨支架则有行车撞击架体的安全隐患，且对行车视线不利，故排除此方案。 贝雷支架具有有效净跨较大、抗弯能力和刚度较好的特点，经多方论证，特在此跨中 20.4m 净跨范围内，用贝雷桁架跨越行车道。 3 贝雷架系统的布置及设计 3.1 贝雷支架系统布置 贝雷支架系统由纵向贝雷梁和横向万能杆件支墩组成。从上到下各部位顺序、型号和高度见表 1 和图 1。 3.1.1 基础：剔除原路面，对原路基 1.5m 深度范围内软基用砂碎石换填，浇筑
3、 11m3m0.3m 的 C30 钢筋砼整体基础。在基础上铺设600mm600mm20mm 厚钢板，以均匀承受钢管砂筒传递的荷载。 承载力：=6000000233=90.9kpa0（总荷载 600 吨，计6000000 牛顿，传递给 2 个基础，每个基础面积为 11m3m=33 m2） ，密实碎石土 0为 8001000 kpa，满足要求。 图 1 3.1.2 拆卸用钢管砂筒：壁厚 10mm、直径 140、长度 150mm 与壁厚12mm、直径 180、长度 180mm 的两种钢筒制作成一组，其组合长度为250mm。每个支墩下 12 组，总计 24 组。为增加砂筒截面面积，140 内用 C40
4、 砼进行填充，现验算截面积最小的 140 砂筒应力： 每个砂筒 N=60024 =25T/个（贝雷架上部各种荷载总和为 600 吨，共计 24 个砂筒） ，横截面积 A= 3.14702mm =15393.804mm 2， =N/A=16.2Mpa0，C40 钢管砼能满足强度要求。 3.1.3 万能杆件支墩：标准的 2m2m 万能杆件与板件，外包尺寸高度为 4125mm。 3.1.4 万能杆件顶分配梁： 2I45b 型钢分配梁。 3.1.5 贝雷梁下分配梁： 3 组 2I25b 型钢。 3.1.6 贝雷梁：纵向贝雷架采用双排单层贝雷桁架，横向布置 14 组，共 112 片，每片高度为 1.7m
5、，贝雷桁片单元外形尺寸为1500mm3000mm80mm，重量 280kg，50 插销剪力 Q=50t。单元组内用交叉角钢连成整体，加强支架整体刚度和稳定性。 3.1.7 贝雷梁上型钢分配梁： I16 型钢，布置于贝雷梁节点上，作为箱梁底模分配梁。 3.1.8 木枋： 100mm100mm 木枋铺设在型钢分配梁上，间距600mm。 3.1.9 钢管及 50 木枋：横铺于 100mm100mm 的木枋上，支撑箱梁底模，木枋为 100mm50mm，间距 300mm,为增加其刚度，中间加密搁置50 钢管。 3.1.10 箱梁底模板： 12mm 厚桥用覆膜竹胶合板。 3.2 贝雷架系统的验算 本跨现浇
6、支架采用贝雷梁布置，净跨径 20.4 米，通行净高大于 5 米，计算跨径 22.4 米，总长 24.12 米。贝雷梁横向布置 14 片，均为单层加强型，支墩为万能杆件。贝雷梁用量：50T；万能杆件用量：15T，型钢分配梁：16T，本系统共 81T。 3.2.1 计算荷载 箱梁砼全断面浇筑荷载 1.05+600kg/m2（模板、支架及施工荷载）组合 3.2.2 贝雷梁上分配计算 按计算荷载取 1m 长度计算，型钢分配梁采用16,布置于贝雷梁节点上，计算得各贝雷桁片处每米反力如图 2（单位：T） 。由于结构对称，以下均取一半计算。 图 2 分配梁间距 1.4m，其应力如图 3（单位：Mpa） 。
7、图 3 3.3 贝雷梁计算 横向布置 14 片，总长度 24.12 米，计算跨径 22.4 米，根据以上计算结果，加强型最大受力为 q=2.1t/m，内力如图 4： 图 4 根据装配式公路钢桥 （2001 年 6 月出版）P59“桁架内力容许表”表 3-6 知：双排单层加强型容许内力M=337.5t.m,Q=49.05t，弯距小于容许值，剪力在支座处最大，实际支撑点为三处，剪力分散后可满足要求。 装配式贝雷架钢桥挠度一般由两部分组成：单销间隙产生的非弹性挠度和各种荷载引起的弹性挠度，两次叠加为桥梁总挠度。非弹性挠度只对安装过程产生影响，弹性挠度则是模板体系设置预拱度和砼裂缝控制时必须考虑的变形
8、量。 非弹性挠度的计算公式为：=d 式中：简支桥跨的非弹性挠度（cm） ；d桁架拼装单位的长度（cm） ； n每一跨的桁架拼装单位数； a相邻两跨拼装单位之间由销孔间隙产生的相对转角（弧度）：a= 式中：单销与销孔之间的间隙（mm） ；h桁架拼装单位的高度（mm） 。 本支架跨度为 24.12m，每跨由 8 个桁架单位组成，即 n=8；贝雷架桁架拼装单位长度 d=3m，高度 h=1.5m；单销与销孔之间的间隙=1mm，则f0=3.2cm。 弹性挠度采用装配式公路钢桥P34“桁架梁的弹性挠度计算”公式，将贝雷片单元体实腹梁挠度和实腹梁剪切挠度进行叠加即可。 经计算，挠度=5.0cm，容许挠度f=
9、L/400=5.6cm，满足要求。 3.4 贝雷梁下分配梁计算 采用 3 组 225b 型钢，按一组受力计算，结果偏安全，其应力如图5。 图 5 最大应力 =152.1Mpa1.3=188Mpa，根据桥规，临时结构容许应力提高 1.3，反力如图 6。 图 6 万能杆件顶分配梁计算 采用 2I45b 型钢，按集中荷载作用于跨中计算，M=PL/4,根据以上计算结果，有 M=64.824=32.4t.m =32.4100000(21500)=108Mpa=1450 Mpa 万能杆件计算 杆件配置，横杆为 2N1,竖杆为 4N4，斜杆为 2N3 和 2N5。 计算内力见图 7。 图 7 反力图见图 8
10、。 图 8 2N1 允许轴力为 63.3、-72.5,2N3 允许轴力为 34.3,4N4 允许轴力为59、-66.8,内力均满足使用要求。 4 贝雷架的搭设与安装 4.1 支墩安装 万能杆件支墩采用 20T 吊车配合提升就位，现场人工安装和连接。其安装大样详见图 9。 图 9 4.2 贝雷梁的安装 先单片拼装成组桁架，再用吊车提升至支墩顶就位、组合及固定连接。 5 模板安装 采用覆膜竹胶合板，板缝贴双面胶，防止漏浆。受车行道净空高度制约，且支墩的万能杆件利用已有成品，其高度为 4m，故贝雷架顶部与箱梁底模板之间无法用螺杆进行调节，只能在木枋与底板间用楔子调整其标高。 6 贝雷架的拆除 支墩、
11、分配梁及贝雷梁均采用刚性接触，待钢管砂筒泄砂后，架体竖向存在间隙，以便于架体拆除。 7 技术措施 7.1 压载试验 支架和模板安装完成后，应进行支架预压试验。其目的有三个：一是检验贝雷架是否满足受力要求；二是消除支架的非弹性变形；三是实测跨中挠度，验算贝雷架理论挠度，为设置预拱度提供依据，保证箱梁线型。 7.1.1 布荷原则：满足荷载要求，预压重量不得小于施工重量的120。 7.1.2 材料选择：为防止污染和损伤模板，预压材料为袋装河砂，容重为 1400kg/m3。 7.1.3 荷载施加：在渐变段、端横隔梁和腹板加厚处，其荷载应相应增加，详见图 10。 图 10 7.1.4 预压观测：按端部、
12、1/3 跨和跨中进行观测点断面布置，以腹板处为主。 加载前测量最初标高，加载到第一次砼浇筑的荷载时，持荷 3 小时，观测支架变形，无异常情况，再施加剩余荷载，持续观测 24 小时，每 4小时观测一次，然后卸荷。 7.2 底模预拱度设置 箱梁支架预压时，贝雷架产生下挠，因此施工前，底模应留设预拱度，其起拱依据为支架预压试验实测挠度，综合考虑理论计算变形和地基情况。预拱度为抛物线设置。 8 体会 8.1 本工艺施工进度快、机械化作业程度高，取得了良好的经济效益。8.2 为利用已有万能杆件材料，但为了保证行车道净空高度，无法设置高度调节螺杆，不利于底模标高调节，为架体拆除带来很大困难。 8.3 应注意计算和收集箱梁分次浇筑时贝雷架的挠度值，防止二次挠度值过大，使砼产生裂缝。 8.4 减小贝雷架弯矩变形措施：由于贝雷片本身受力有限，大跨度挠度变形大，在条件允许的情况下，应设置中间支墩减小跨度。 9 结束语 本工程采用贝雷架施工，取得了可喜的成绩，主要有以下几点： 9.1 解决了对架体 “大跨度、宽视野、高净空”特殊要求的技术难题。 9.2 施工进度快、机械化程度高。 9.3 与落地脚手架相比，减少大面积的地基处理及脚手架拆卸安装的繁琐工序。 9.4 该工艺应用广、发展前景远大。若对该系统稍作改进，在中小跨径连续桥梁施工中将具有较大的优势，值得推广。
