貝雷梁支架在客運專線雙線整孔箱梁施工中的應用

張 曉

中鐵一局集團橋梁工程有限公司（401121）

新建高速鐵路客運專線多采用預應力混凝土簡支箱梁，截面類型為單箱單室，梁端頂、腹板及底板局部向內(nèi)側加厚。橋面總寬13.8m，梁長32.6m，計算跨度31.1m，跨中部分梁高2.8m,支點部分梁高3.0m。雙線整孔箱梁體積大、自重大，對施工機械要求較高。

武廣客運專線站前工程跨越江漢平原區(qū)段,屬于沖積平原區(qū)，地形平坦，稻田密布，地基承載能力差。該處鐵路以橋梁的形式通過沖積平原區(qū)。旅客列車設計行車速度350 km/h，線路剛度條件要求嚴格，成橋方式有懸灌、移動模架造橋、現(xiàn)澆、預制安裝等方式。因為工期等諸多原因，要求成橋速度加快，現(xiàn)對32m預應力混凝土簡支箱梁擬采用貝雷梁支架的形式進行現(xiàn)澆生產(chǎn)。采用此法可避免大面積地基處理，減少人員投入，從而提高施工速度，同時也兼顧了經(jīng)濟效益。

高速鐵路客運專線32 m預應力混凝土簡支箱梁采用C50高性能混凝土。箱梁高度為3.05 m，底板厚度為0.28～0.7m，頂板厚度為0.3～0.65m，底板寬度為5.5m，頂板寬度為13.4m，其橫截面示意圖如圖1。

1 支架設計

跨中設置因支架變形而引起6.5 cm的反拱，其余項的預拱度值參考設計圖紙，進行累加，預拱度按二次拋物線設置。

1.1 支架的結

采用貝雷梁設計的現(xiàn)澆支架結構簡圖如圖2所示。

支架從上到下依次為:箱梁外模架、底模、15 cm×10 cm方木、16號工字鋼、貝雷梁片（20片雙層梁）、32號工字鋼和直徑500mm、壁厚8mm的鋼管。

1.2 支架上的荷載組成

箱梁自重:在中間23.6m直線范圍內(nèi)，重量為23.1 t/m；在兩端1.5m局部加厚段范圍，重量為37.1 t/m；中間3m變截面范圍內(nèi)，重量從28.4 t/m變化到30.9 t/m。混凝土的密度為 2.6 ×103kg/m3。

模板荷載:按100 t考慮。

支架荷載:貝雷梁的自重按模數(shù)由MIDAS自動生成，其余部分按50 t考慮。

施工荷載:按施工規(guī)范取值。

1.3 支架計算模型及結果

用MIDAS有限元程序對支架結構進行計算,選取的力學計算模型及計算結果分別見圖3和圖4。

可以看出最大應力為325MPa，位于兩端的豎桿處，桿件的應力滿足要求。

本研究運用64排冠脈CT血管造影方法對冠狀動脈的左主干（LM）、前降支（LAD）、對角支（D）、左回旋支（LCX）、鈍緣支（OM）、右冠狀動脈（RCA）、后降支（PDA）等血管段進行狹窄程度的檢查。冠狀動脈狹窄程度分級標準參考李偉等人在《CT理論與應用研究》上發(fā)表的文章[5]，具體分級方式見表3。

1.4 澆筑混凝土時樁身強度計算（以12m墩身為例）

1.4.1 樁頂荷載

貝雷梁支架在澆筑混凝土時,樁頂?shù)暮奢d如表1所示。

由表1可得貝雷梁支架對群樁彎矩 1611 t·m。

1.4.2 樁身內(nèi)力計算

使用橋梁博士進行樁身內(nèi)力計算，分析如下:

按群樁分析，且計算類別為多排彈性基礎。外力P=20764.000 k,H＝0.000 k,M＝16110.000 k-m?；撞磺度霂r石層。樁排信息如表2。

表1 樁頂荷載計算表

表2 樁排信息

承臺剛度信息為:

1）豎向位移時，樁頂豎向反力合計 ＝12320MN；

2）水平位移時，樁頂水平反力合計 ＝1410 MN；

3）水平位移時，樁頂反彎矩合計 ＝-4311MN-m；

4）轉角時,樁柱頂反彎矩合計 ＝108000 MN-m。

承臺位移計算結果為承臺豎向位移0.0017m,水平位移0.0005m，轉角位移0.0002弧度,各單樁樁頂內(nèi)力及地面處的內(nèi)力如表3。

表3 樁頂內(nèi)力(kN,m)

計算結果為:

1）地面處樁柱彎矩:M0175.3 kN-m；

2）樁柱頂彎矩:Ma＝175.3 kN-m。

地面處樁柱變位:水平位移0.0005m,轉角-0.0002弧度

樁柱底彎矩經(jīng)過計算，得知樁身最大彎矩M＝175.3kN·m，豎向壓力 N1＝1 901.7 kN，N2＝3 289.3 kN。

1.4.3樁身強度驗算

1）當 M＝175.3 kN·m，N＝1 901.7 kN 時:

已知:樁徑 d＝1.5m，C25混凝土，Ⅰ級鋼筋，縱向鋼筋面積 As＝7437m2，fcd＝11.5 MPa，fsd＝195 MPa as＝70 mm； 驗算:樁身是否安全（按圓形偏心受壓構件進行計算）。

由以上計算可得出12m高墩身處用貝雷梁支架澆筑梁體混凝土時樁身是安全的。同理，可以算出7.5m高墩身處用貝雷梁支架澆筑梁體混凝土時樁身也是安全的。

2 結束語

通過計算，可以得出，7.5 m及12m高墩身處用貝雷梁支架澆筑梁體混凝土時,貝雷梁支架桿件的應力均滿足要求，同時樁身安全。施工實踐證明,該設計經(jīng)濟合理，且保證了施工安全與質量,為貝雷梁在高速鐵路建設中的推廣使用提供了經(jīng)驗。

[1]TB 10002.1-2005，鐵路橋涵設計基本規(guī)范[S]

[2]TB 10002.2-2005，鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規(guī)范[S]

[3]TB 10002.5-2005，鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范[S]

[4]TB 10002.2-99，鐵路橋梁鋼結構設計規(guī)范[S]