多跨贝雷梁支架在现浇梁施工中的优化技术

李 科

（中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 津南 300350）

1．工程概况

随着目前交通工程建设的逐步增多，加之愈来越多的相互交叉、上跨施工，给现浇箱梁尤其是现浇支架施工增加了难度。某公路工程某大桥在D2K029+835.46～D2K029+923.87（22#～23#墩）处采用l-88m简支拱桥跨越S318连接线，拱桥结构为钢管混凝土简支拱结构，计算跨径88m，系梁梁长91.2m,采用现浇施工。

2．原4跨1联整体贝雷梁支架方案

现浇系梁施工支架搭设原设计方案为主墩两端满堂支架+4跨1联贝雷梁。在跨越S318连接线位置设置净宽8.13m双门架，预留双向四车道保证车辆临时通行，门架立柱采用Ф630螺旋钢管，S318连接线上路面两侧各布置1排1*11根，S318连接线中央分隔带上布置1排1*11根，S318连接线路基外各布置1排1*11根，边墩上钢管桩上采用单片I50a工字钢作为横向分配梁，中墩上钢管桩上采用双片I50a工字钢作为横向分配梁。纵向跨临时车道采用4跨1联贝雷梁，贝雷片采用国产“321”钢桥桁架，横向截面布置根据系梁具体结构布置，间距为45cm单层贝雷片（上下加强弦杆）。贝雷片纵向每隔2米上下采用［12号槽钢作为横向联系，用U型卡扣扣住，将贝雷片连成整体，使每片贝雷片受力均匀。每片贝雷梁长度66m整幅通长跨越S318省道。（详见图1原整幅贝雷梁搭设示意图）。

图1 原整幅贝雷梁搭设示意图

3．原设计方案与实际要求的矛盾

为确保S318连接线的畅通，根据桥梁线路走向和线路宽度，项目实施前对现场条件进行了实地复核。经量测，S318连接线道路和顺方向路面高、左权方向路面低，若按原方案整体4跨1联搭设贝雷梁将使得线路左权方向通行道净高仅为3.92m，无法满足支架搭设后既有道路4.2m的限高要求（详见图1原整幅贝雷梁搭设示意图）。

4．贝雷梁支架方案调整

系梁底标高无法更改，地面通行净空达不到要求，只有更换厚度更薄的贝雷梁或对方案进行调整。经与国内贝雷梁厂家咨询，“321”贝雷梁[1]已经是目前国内厚度比较薄的贝雷梁了，除非重新研发设计新的桁架梁片，但重新研发生产桁架梁片的费用却很高，项目部大胆尝试，将4跨1联的整体贝雷梁，改为两幅2跨2联的贝雷梁，具体为：原支架中间1#支墩变为两排支墩（1#支墩和1’#支墩），分别承担两幅贝雷梁相邻的端部荷载。跨S318道路和顺方向与同侧既有线坡脚上方的两跨贝雷梁为一幅，因这一侧既有道路标高较低，该幅贝雷梁标高不变；跨S318连接线左权方向与同侧既有线坡脚上方的两跨贝雷梁为一幅，为保证这一侧道路通行净空，该幅贝雷梁整体提高0.28m，经调整，跨S318连接线两侧贝雷梁底净空均满足通车标高要求（详见图2分幅贝雷梁搭设示意图）。

图2 分幅贝雷梁搭设示意图

5．新方案与原方案的区别

原整幅4跨1联贝雷梁为整体连续梁结构，中间支墩主要受负弯矩，改为两幅贝雷梁支架后，原支架中间1#支墩改为分幅贝雷梁的两排支墩，分别变成了两幅两跨1联连续联的边墩，这两排支墩除承受部分负弯矩外，主要承受贝雷梁上部荷载引起的正弯矩，为验证方案的可行性，取单幅2跨1联贝雷梁，采用有限元分析软件Midas/civil[2]进行建模计算，纵梁的计算模型如图3,计算模型中施加荷载标准值，自重荷载由软件自动计算，荷载组合由计算程序完成。

6．新方案验算与调整

6.1 新方案初始验算

（1）正应力

正应力结果取荷载的设计值组合，纵梁正应力如图4所示。

最大应力在2#墩处，贝雷梁下弦杆，最大剪应力:σ=389MPa＞273MPa不满足要求，需调整。

（2）剪应力

变形计算结果取荷载的标准组合，纵梁变形分别如图5所示。

图5 纵梁剪应力图

最大应力在2#墩处，贝雷梁下弦杆，最大剪应力:τ=199MPa＜[τ]=208MPa满足要求。

(3)变形

变形计算结果取荷载的标准组合，总量的变形如图6所示。

图6 纵梁变形图

最大变形在1#和2#墩中间位置贝雷梁，跨中最大变形v=11.6mm＜[v]=L/400=41.23mm安全。

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

分幅后贝雷梁部分边墩受力满足要求，新的中间支墩处的贝雷梁上下弦杆以及支撑处的竖杆应力均在300MPa以上，其中下弦杆应力更是达到389MPa,应力不符合要求。

6.2 新方案调整

在2#支墩处贝雷梁的(竖向传力杆)竖杆采用Q345双槽钢14a加强，此时下弦杆应力最大，最大应力为265.6MPa。以下计算是将中间支撑处竖杆改为双槽钢14a后的计算结果。

(1)正应力

正应力结果取荷载的设计值组合，纵梁正应力如图7所示。

图7 纵梁正应力图

最大应力在2#墩处，贝雷梁下弦杆，弯拉应力为σ=265.6MPa＜273MPa满足要求。

（2）剪应力

剪应力结果取荷载的设计值组合，纵梁剪应力如图8所示

图8 纵梁剪应力图

最大应力在2#墩处，贝雷梁下弦杆，最大剪应力：τ=142MPa＞[τ]=208MPa满足要求。

(3)变形

变形计算结果取荷载的标准组合。

最大变形在1#和2#墩中间位置贝雷梁，跨中最大变形v=11.4mm＜[v]=L/400=41.23mm安全。

悬臂端最大变形v=1.0mm＜[v]=L/200=4.2mm安全。

修改方案后，贝雷梁的最大变形为安全，临时墩的最大应力为137.3MPa＜215MPa，强度和稳定性均满足要求。

图9 已浇筑完成的系梁及支架图

7．结论

经验算，调整后的分幅搭设方案满足承载力和稳定性要求，在理论支撑下，该桥简支拱现浇系梁付诸实施，并已圆满浇筑完成（如图9已浇筑完成的系梁及支架图），验证了调整后的方案符合安全性要求，将贝雷梁支架分幅搭设的理论假设转化成为现实，为贝雷梁支架施工新思路的应用提供了理论和实践支撑。