贝雷梁及门式支架在现浇箱梁中运用
云南省第二建筑工程公司 卢国兵
摘要:在城市高架桥建设中,对跨既有公路桥箱梁挂篮施工如运用贝雷梁及门式
支架满堂浇筑,可以缩短工期,降低工程造价、降低安全风险。 关键词:贝雷梁 门式支架 现浇箱梁 运用 前言:
在城市高架桥建设中,桥梁往往沿既有公路线进行建造,高架桥箱梁一般采用满堂脚手架搭设进行现浇施工,在跨既有公路桥河段采用挂篮悬浇施工,对跨既有公路桥箱梁挂篮施工如运用贝雷梁及门式支架满堂浇筑,可以缩短施工工期,降低工程造价,降低安全风险。
贝雷梁是用贝雷片架纵向连接,贝雷架之间以发窗作为连接构件,相互组成的桁梁,具有施工方便,承受荷载大的特点。 一、工程概况与高架桥结构
杭州地铁1号线高架桥工程位于杭州市东北部,主要位于乔农路与杭浦高速公路之间的01省道上,小部分线路紧邻01省道西侧。起于乔司站,右线桩号K33+320.072,止于乔司北站~汽车城站之间的U型槽,右线桩号K36+329.98,全长3009.908m,包括1个车站和2段区间。
C56~C59跨乔司港处高架桥采用40+70+40m三跨变截面预应力混凝土连续梁,位于01省道公路和跨乔司港桥中央,箱梁线路处于半径为350米圆曲线和缓和曲线上,箱梁底板面呈二次抛物线变化。箱梁变截面设计
采用箱梁底板、顶板宽度不变,腹板斜度变化,腹板成渐变曲面。 C56~C59跨乔司港连续箱梁施工设计采用挂篮悬臂浇筑施工工艺,箱梁标准宽度为9.8m,从距C56号墩中心15m处开始变宽,宽度由9.8m变至10.194m。箱梁跨中梁高1.9m,中支点处梁高4.1m,边支点处梁高1.9m,箱梁底版采用二次抛物线接顺。截面形式采用单箱单室斜腹板断面。顶板厚28cm,底板厚度由跨中的30cm采用二次抛物线逐渐增大至根部的70cm;腹板厚度:1~5号块为0.7m,7~9号块为0.50m,在6号块件范围内由0.70m按直线变化到0.50m。
箱梁节段划分:全桥共有2个T构结构(C57、C58墩),T构结构从墩顶向两侧分块依次为0号块(长10m,重332.7吨),1~5号块(每节长4.0m,重分别为98.1吨、90吨、82.9吨、77.3吨和73.2吨);6~7号块(每节长
4.5m,重分别为75.8吨和70.8吨),8号块为合拢段(长2.0m,重31.3吨),9号边跨现浇段4.0m,重80.4吨。
在C57~C58跨段箱梁下方处为01省道跨港公路桥,公路桥采用13×3=39m预应力混凝土空心板桥,空心板桥下部结构采用桩基盖梁,拟建箱梁投影在空心板桥左右范围内。
根据现场实际条件,为降低工程造价,缩短施工工期,降低施工安全风险,征得建设相关单位同意,C57~C58连续箱梁挂篮节段悬臂浇筑工艺变更为支架支撑现浇施工工艺,箱梁结构不变化,现浇施工顺序仍按挂篮节段逐段施工。
变更后总体方案:跨公路桥段支撑系统采用贝雷梁架空公路桥桥面,
贝雷梁上布置工字钢,工字钢上搭设门式支架,支架上安装模板,贝雷梁支点设置在空心板盖梁处。
支撑系统荷载传递顺序:结构及施工荷载→模板→横向方木楞→纵向多钢管檩条→顶托及调节钢管→门架→调节底座→工字钢→贝雷梁→方木支点→桥面盖梁→桩基→持力层。 二、贝雷梁布置与验算 1、贝雷梁布置
C57~C58墩跨乔司港13×3=39m米空心板桥段,采用“321”公路钢桥桁架贝雷梁对桥面进行架空,架空高度20cm,贝雷梁支点布置在空心板桥盖梁处板面上,纵向跨度与公路空心板桥跨径相同相同,即3×13米,横向截面布置根据箱梁结构和公路空心板桥结构,布置见下图: 断面图 纵面图 平面图
2、贝雷梁力学验算
C57~C58跨连续梁悬臂浇筑按挂篮设计节段施工,每一节段完成浇筑、进行预应力张拉完毕后,节段支架拆除(除0号节段支架外),在本箱梁施工过程中,贝雷梁承受荷载为单节段箱梁现浇施工荷载。
箱梁节段混凝土施工时分2次浇筑,第一次先浇筑底板和腹板混凝土,第2次浇筑顶板混凝土。为简化计算,确保安全,假定箱梁混凝土一次性浇筑。考虑到截面横向不均匀,每排贝雷片受力情况不一样,两侧翼板处荷载为底板处的1/3不到,考虑到模板、方木及工字钢横向联系能分散一
部分荷载,所以取6片贝雷片进行验算。
对连续箱梁每节段荷载进行分析,贝雷梁承受变截面箱梁节段对应荷载见下表:
连续梁两T构对称浇筑,依据公路桥与箱梁高架桥投影位置关系,各节段浇筑时,贝雷梁荷载分布位置见下图:
6片贝雷梁承受最大弯矩为?M??6?788.2?4729.2KN?m,最大剪力 ?Q??6?245.2?1471.2KN,利用力学求解器,箱梁各节段浇筑时,贝雷梁承受
弯矩、剪力见下图:
1)、浇筑3号节段,弯矩截图: 剪力截图:
2)、浇筑4号节段,弯矩截图 剪力截图:
3)、浇筑5号节段,弯矩截图 剪力截图:
4)、浇筑6号节段,弯矩截图 剪力截图:
5)、浇筑7号节段,弯矩截图 剪力截图:
6)、浇筑合拢段段,弯矩截图 剪力截图:
从上弯矩、剪力截图中看出,在箱梁各节段浇筑过程中,贝雷梁所承
受的弯矩、剪力都小于允许值,故采用此方案布置贝雷梁,能满足箱梁现浇施工要求。
三、门式支架布置与验算
贝雷梁上方布置32a工字钢,工字钢长度8.5米,间距1米,工字钢上方采用反扣可调顶托,可调顶托上布置门式支架。。
假定连续梁以14号截面为等截面连续梁,14号截面梁高2.8米,在该工程邻近跨中, C29~C33连续梁梁高最大3.65米,门架承受最大荷载为81KN/榀,为确保施工安全,简化计算,假定每榀门架受力均衡,并以C29~C33连续梁中门架受力最大荷载计算,32a钢最大跨度为2.4米,以简支梁作计算,受力如下图:
32a工字钢截面抵抗矩:W?692.5?103mm3 32a工字钢截面惯性矩:I?11080?104mm4
钢材容许应力fm为205N/mm2,容许抗剪应力fv为120N/mm2,容许挠度w?1l?16mm,采用SMSOLVER力学求解器进行求解,弯矩截图如下: 150
最大弯矩Mmax?63.8?106N?mm, Mmax63.8?106
2????92.1N/mm?fm,能满足要求。 3W692.5?10 工字钢端头最大剪力为120.15KN,剪应力110800000
?max?V?SZ/?IZ?b1??120.15?103?397.24?103/?11080?104?9.5??45.3N/mm2
小于容许剪应力,能满足施工要求。钢管最大位移为1.7mm,小于容