魏趙國(guó)

【摘要】：以廈深鐵路跨深汕高速公路連續(xù)箱梁0#塊臨時(shí)托架設(shè)計(jì)為例，介紹了以貝雷片+預(yù)埋加強(qiáng)弦桿方式作為主骨架，進(jìn)行托架布置和檢算，類似工程參考。

【關(guān)鍵詞】：0#塊托架 ;貝雷片; 預(yù)埋加強(qiáng)弦桿; 檢算

【 Abstract 】 :Basing on the 0 # piece bracket design of continuous box-girder on Shenshan expressway acorss by the Xiashen railway, this paper introduces the method that makes the beret slice+ embedded strengthen chord as the main frame to arrange the bracket and calcutate. It provides reference for similar engineering.

【 Keywords 】 : 0 # piece brackets; beret slice; embed strengthen chord; calculate

中圖分類號(hào): U412.36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

一、工程概況

廈深鐵路港尾特大橋跨深汕高速公路設(shè)計(jì)形式為（48.6+80+48.6）m懸臂法施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。連續(xù)箱梁主墩高度17m，箱梁0#塊長(zhǎng)度8.0m，梁高H=6.49～6.22 m，共計(jì)C50混凝土228.1m3，各型鋼筋29t。箱梁0#塊墩身外單側(cè)懸臂梁段長(zhǎng)2.1m，混凝土方量為46.3m3，自重120.38t。

二、 0#塊托架方案選擇

根據(jù)箱梁0#塊的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，一般有以下幾種方式作為現(xiàn)澆支撐體系：（1）螺旋管或腳手架作為支撐體系；（2）設(shè)計(jì)加工鋼構(gòu)件作為牛腿托架與墩身預(yù)埋件連接共同作為支撐體系；（3）利用貝雷片與墩身預(yù)埋件連成懸臂體系作為支撐體系等類似形式。

根據(jù)本橋現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，墩身高度17m，如采用第（1）種方案的螺旋管作為支撐，需要大量螺旋管且螺旋管需要接長(zhǎng)，還需在墩身多次預(yù)埋連接件以保證管身穩(wěn)定，拆除時(shí)也非常困難；采用腳手架搭設(shè)如此高度，考慮支架穩(wěn)定需要加寬加長(zhǎng)支架搭設(shè)范圍，因主墩靠近高速公路邊坡坡腳，場(chǎng)地條件不允許；如采取第（2）種方案，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)加工鋼構(gòu)件及預(yù)埋件，費(fèi)時(shí)費(fèi)料不經(jīng)濟(jì)；如采第（3）種方案，貝雷片可租可買，預(yù)埋件只需要加強(qiáng)弦桿即可，與其他兩種方案相比，結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)單，受力明確，搭設(shè)與拆除簡(jiǎn)便可靠。經(jīng)必選，本橋即選用第（3）種方案作為箱梁0#塊現(xiàn)澆支撐體系。

三、貝雷片托架法施工方案

根據(jù)箱梁底板位置、底模高度、橫向分配體系高度確定在墩身合適位置預(yù)埋200型貝雷片加強(qiáng)弦桿、墩外銷接12片貝雷片作為托架的方法作為0#塊托架的骨架，貝雷片端部及底部、內(nèi)部通過型鋼、U行卡等連成整體，上鋪橫向分配工字鋼，再鋪設(shè)底模、側(cè)模完成模板體系。

1、0#塊托架搭設(shè)

托架預(yù)埋：首先澆筑墩身混凝土?xí)r在適當(dāng)位置先預(yù)埋長(zhǎng)度1米的加強(qiáng)弦桿陰頭部分，經(jīng)計(jì)算預(yù)埋長(zhǎng)度1米的加強(qiáng)弦桿的混凝土握裹力即滿足托架抗拔要求，為安全起見墩身大小里程方向?qū)?yīng)的加強(qiáng)弦桿上下頂面各焊接兩根φ25鋼筋對(duì)拉，并與墩身主筋焊接牢固以增強(qiáng)錨固力。每個(gè)0#塊共預(yù)埋加強(qiáng)弦桿24個(gè)，加強(qiáng)弦桿墩身外露10cm的陰頭，與貝雷片的陽(yáng)頭相連。安裝預(yù)埋加強(qiáng)弦桿時(shí)，檢查墩身每側(cè)6組桁弦桿面高程，保證銷孔中心在一個(gè)水平面上。

貝雷片：貝雷片采用國(guó)產(chǎn)貝雷片，高度1.5m，長(zhǎng)度3.0m，抗彎能力788.2kN·m，抗剪強(qiáng)度245.2kN。每個(gè)0#塊托架縱向共有12片貝雷片組成的主桁梁，墩身大小里程方向每側(cè)6片。

托架搭設(shè)：貝雷片陽(yáng)頭與預(yù)埋加強(qiáng)弦桿陰頭通過桁架銷子連接，在橫向使用[10cm槽鋼設(shè)兩道橫向聯(lián)系貝雷片，將6片貝雷片聯(lián)系在一起共同受力。在每貝雷片頂部沿貝雷片長(zhǎng)度方向鋪設(shè)I22a工字鋼，I22a工字鋼通過U型螺栓與貝雷片鎖緊，I22a工字鋼上鋪設(shè)間距40cm的I42a工字鋼作為分配梁，分配梁長(zhǎng)度與橋面同寬。分配梁上布設(shè)縱橫向的100mm×100mm方木，其間距可在腹板下適當(dāng)加密。

2．貝雷片托架的加工

貝雷片選用國(guó)產(chǎn)公路321鋼橋桁架（亦叫貝雷架），尺寸為1.5m×3.0m，單片重270Kg，材料主要為16Mn。貝雷片從專業(yè)廠家租用，共四套（每一套6片），每墩各兩套。

需要注意的是墩身預(yù)埋加強(qiáng)弦桿應(yīng)由具備資質(zhì)的專業(yè)廠家加工并提供合格證，材料、力學(xué)性能與貝雷片加強(qiáng)弦桿相同。其他各部件進(jìn)料前，應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行檢查，必須滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)禁采用非國(guó)標(biāo)的型材。托架設(shè)計(jì)中基本不需要焊接工藝，如需要應(yīng)制定合理的焊接工藝確保焊接質(zhì)量，減少焊接變形和焊接應(yīng)力。

四、荷載分析

各荷載及參數(shù)取值：鋼筋砼按26KN/m，振搗荷載按5KN/m2，人群荷載按2.5KN/m2，模板自重及構(gòu)件自重根據(jù)實(shí)際確定。結(jié)構(gòu)計(jì)算安全系數(shù)K=KK=1.2×1.05=1.26（K為荷載沖擊系數(shù)，K為鋼結(jié)構(gòu)加工焊縫引起重量的增加量）。

按0#塊單側(cè)梁段計(jì)算：

每片托架自重忽略不計(jì);

底模采用方墩模型（1.5m×3m×4塊）工字鋼及方木自重17.08+17.78+14.17=49.03KN

將腹板砼自重近似看作均布荷載偏于安全計(jì)算

則各梁承受混凝土荷載力計(jì)算：

q１=［1×(6.49+6.22)÷2+(0.78+0.43)×0.6÷2+(0.35+0.0.35)×0.6÷2+(0.053+0.3)×0.6÷2+0.6×(1+0.947)÷2］×26+［2.1×（0.632+0.282）÷2+（0.217+0.282）×0.8÷2］÷2×26=213.14KN/m

q2=［3.2×(0.78+0.43)÷2+3.2×(1+0.947)÷2］×26=131.332KN/m

1#和2#縱梁荷載組合分別為:

q1=［213.14+（5×1.6×2.1+2.5×1.6×2.1+49.03÷6×1.6）÷2.1］×1.26=291.521KN/m

q3=［131.332+（5×3.2×2.1+2.5×3.2×2.1+49.03÷6×3.2）÷2.1］×1.26=211.408KN/m

受力最大的為1#組貝雷梁，若其計(jì)算能夠通過，其它各片托架肯定也能滿足施工要求。

五、貝雷片受力檢算

由貝雷梁拼裝結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)得，E=2.1x105N/mm2，[Q]=245.2KN，[M]=788.2KN·m，I=250500×104mm4，W=3578cm3。

貝雷片縱向與槽鋼采用U型卡扣住，把貝雷片連接成整體，使每排貝雷片受力較為均衡，安全系數(shù)取1.2。

1#組貝雷片整體能承受的最大彎矩為：

[M]=788.2×2/1.2=1313.667 KN·m

最大剪力為：

[Q]=245.2×2/1.2=408.667KN

1#組貝雷片上箱梁荷載為均布荷載：q1=291.521KN/m

強(qiáng)度檢算：

M=0.5ql2=0.5×291.521×2.1×2.1=642.804KN.m<[M]=1313.667 KN·m

撓度檢算：

fq=ql4/8EI=291.521×21004/（8×2.1×105×250500×104）=1.34mm<[f]=L/400=5.25mm

剪力檢算：

Q=ql=291.521×2.1=612.194KN<[Q]=245.2×2/1.2×2=817.334KN

由此可見強(qiáng)度、撓度、剪力計(jì)算均滿足要求。貝雷梁的桁架每個(gè)銷子雙剪狀態(tài)容許剪力550KN，所以銷子也滿足要求不再檢算。

六、分配梁檢算

分配梁采用的是I45a工字鋼則：A=102.4cm2, E=2.1x105N/mm2，其自重q=0.804KN/m，I=32241cm,W=1432.9 cm, =145 ，剪應(yīng)力=85

分配梁恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk1=60.283(kN/m)

分配梁恒荷載設(shè)計(jì)值 q1=1.2×60.283=72.339(kN/m)

分配梁活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk2=2.5×0.4+5×0.4=3(kN/m)

分配梁活荷載設(shè)計(jì)值 q2=1.4×3=4.2(kN/m)

分配梁自重值q3=0.804KN/m

分配梁荷載設(shè)計(jì)值 q1=72.339+4.2+0.804=77.343(kN/m)

分配梁受均布荷載作用簡(jiǎn)化成兩等跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)

MMax = KqL=71.79(KN·m)

彎曲正應(yīng)力：

剪力： QMax= KqL =131.725KN

剪應(yīng)力：

撓度：

撓度允許值：

，故撓度滿足要求。

七、結(jié)語(yǔ)

通過墩身預(yù)埋加強(qiáng)弦桿+貝雷片方式設(shè)置0#塊托架，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，受力明確，安裝、拆卸非常簡(jiǎn)便，施工安全可靠；主骨架及底模鋪設(shè)完成可通過承臺(tái)預(yù)埋鋼絞線+千斤頂進(jìn)行預(yù)壓，工藝簡(jiǎn)單可靠，成本非常低，可作為類似工程參考。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。