贝雷梁在高速公路双幅双柱盖梁施工中的应用

　　摘要：通过贝雷梁在响滩大桥双幅双柱大跨度盖梁施工中的应用，分析了双幅双柱大跨度盖梁施工的原理和构造，墩顶盖梁拟采用“托架法”施工，不设支架，托架支点采用“抱箍”。该方法既能保证盖梁质量，又能缩短工期，表明响滩大桥双幅双柱大跨度盖梁施工是完全合理可行的。
　　关键词：双幅双柱，设计，施工，响滩大桥
　　
　　一、工程概况
　　陕西十天高速公路汉中段，“响滩大桥”右幅993.48延米，左幅929.98延米，大桥沿汉中西乡县境内牧马河北岸穿行，其中双幅双柱圆柱墩盖梁为3#-47#，尺寸为：长25m、宽1.9m、高1.8m，混凝土自重约230t。由于跨径大，且盖梁施工场地均在河滩上，根据现场实际情况采用托架法施工，托架采用抱箍加贝雷梁做为浇筑混凝土平台。
　　二、可行性计算
　　响滩大桥双幅双柱盖梁施工，底模采用钢模板。底模下采用沿纵桥向间距1米布置双[10#槽钢，纵梁型号为4片321贝雷梁。
　　贝雷梁纵梁计算荷载组合为模板重量，钢筋砼重量，振捣砼产生的荷载，砼倾倒时产生的冲击荷载之和。
　　工况：1、响难盖梁尺寸长25米，高1.8米，宽1.9米。纵梁跨度15米，
　　两端悬臂5米。
　　2、钢筋安装完毕，模板安置完成。
　　3、混凝土浇筑完毕初凝未开始前状态。
　　4、浇筑采用吊车上料，吊斗上料小于0.8m3。
　　5、施工时采用振动棒，振捣密实。
　　6、总体安全系数取1.3。
　　
　　一、底纵梁检算
　　1.1钢筋砼重量
　　N砼=25×1.8×1.9×2.7=230.85T
　　1.2施工荷载
　　N模=7.5T
　　1.3振捣砼时产生的荷载
　　N振＝2KN/m
　　1.4砼倾倒时产生的冲击荷载
　　N冲=4KN/m
　　∵N总1＝1+2=230.85+7.5=238.35T*1.3=309T
　　F均1＝N总1/25＝309T/25m＝123.6N/㎜
　　F均=123.6+2+4=129.6N/㎜
　　M1=q*l*x/2[(1-a/x)(1+2a/l)-x/l
　　=129.6*15000*12500/2[(1-5000/12500)*(1+2*5000/15000)-12500/15000]
　　=2*109N.㎜
　　M2=-1/2*q*x2
　　=-1/2*129.6*17002
　　=-1.8*108N.㎜
　　【M】=3375KN.m*2*0.8=5.4*109N.㎜
　　【M】>M1;【M】>M2
　　f1=（q*l4/384*E*I）(5-24*a2/l2)
　　=（129.6*150004/384*2.1*105*11548688*104*2）(5-24*50002/150002)
　　=8.2mm<【f1】
　　f2=（q*a*l3/24*E*I）(6*a2/l2+3*a3/l3-1)
　　=（129.6*5000*150003/24*2.1*105*11548688*104*2）*(6*50002/150002+3*50003/150003-1)
　　=4.2mm<【f2】
　　上式中E=2.1×105Mpa,I=1154868.8㎝4（双排单层加强）
　　【M】允许弯矩，双排单层加强【M】=3375KN.m
　　【f】为容许扰度值【f1】=L/500=30mm;【f2】=L/500=10mm
　　故挠度满足施工要求。
　　
　　二、抱箍检算
　　（一）抱箍承载力计算
　　抱箍体需承受的竖向压力N=1550kN，所受的竖向压力由M30的高强
　　螺栓的抗剪力产生，M30螺栓的允许承载力：[NL]=Pμn/K
　　式中：P---高强螺栓的预拉力，取370kN;μ---摩擦系数，取0.3；
　　n---传力接触面数目，取1；K---安全系数，取3。
　　则：[NL]=370×0.3×1/3=37kN
　　（1）螺栓数目m计算：
　　m=N/[NL]=1550/37=41.9个，取实际结构截面上的螺栓数目m=60个。
　　则每条高强螺栓提供的抗剪力：
　　P′=N/60=1550/60=25.8KN<[NL]=37KN
　　故60个M30高强螺栓能承担所要求的荷载。
　　
　　（2）螺栓轴向受拉计算
　　砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算
　　抱箍产生的压力Pb=N/μ=1550kN/0.3=5166.7KN由高强螺栓承担。
　　则：N’=Pb=5166.7kN
　　抱箍的压力由60条M30的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为
　　N1=Pb/60=5166.7kN/60=86.1KN<[S]=225KN
　　σ=N”/A=N′（1-0.4m1/m）/A
　　式中：N′---轴心力
　　m1---所有螺栓数目，取：60个
　　m---计算螺栓数目，取：42个
　　A---高强螺栓截面积，A=7.07cm2
　　σ=N”/A=N1（1-0.4m1/m）/A=86.1×(1-0.4×60/42)/7.07Cm2=52.2MPa＜[σ]=140MPa
　　故M30高强螺栓满足强度要求。
　　
　　（3）求螺栓需要的力矩Te
　　Te=KPCd=0.15×370×25.45=1412.5KN•㎜=141.3kg•m
　　所以要求螺栓的扭紧力矩Te≥143.3kg•m
　　K－扭矩系数，取0.15
　　PC－螺栓拉力
　　d－螺栓直径
　　
　　（二）抱箍体的应力计算：
　　1、抱箍壁为受拉产生拉应力
　　拉力P1=30×86.1=2583KN
　　抱箍壁采用面板δ12mm的钢板，抱箍高度为1.5m。
　　则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.012×1.5=0.018m2
　　σ=P1/S1=2583/0.018=143.5MPa＜[σ]=215Mpa
　　故抱箍体满足抗拉强度要求。
　　
　　2、抱箍体剪应力
　　τ=（1/2RA）/（2S1）=（1/2×1550）/（2×0.018）=20.8MPa<[τ]=85MPa
　　根据第四强度理论
　　σW=（σ+3τ）×1/2=（52.2+3×20.8）×1/2=57.3MPa<[σW]=145MPa
　　满足强度要求。
　　计算时，钢材取A3钢，轴向应力[σ]=215MPa，弯曲应力[σW]=145MPa，
　　剪应力[τ]=85MPa。
　　故抱箍体满足抗剪强度要求。
　　
　　三、混凝土抗压强度检算
　　C30砼=Rab=21Mpa
　　0.8Rab=0.8*21=16.8Mpa=[σ砼]
　　P1=2583KN
　　σ=P1/S=2583/∏2r*1.5=2583/∏*2*0.9*1.5
　　=0.31<[σ砼]=16.8Mpa
　　故抱箍施工时墩身混凝土强度可满足要求。
　　
　　结论：通过对直径1.8米双幅双柱的盖梁底模纵梁及抱箍检算，该托架施工法采抱箍、双排贝雷梁承担施工荷载，检算结果符合规范要求，能满足施工要求，可按此计算指导现场施工。
　　
　　三、施工控制
　　1、施工工艺
　　墩顶盖梁拟采用“托架法”施工，不设支架，托架支点采用“抱箍”。该方法既能保证盖梁质量，又能缩短工期。
　　2、施工方法
　　每套钢夹箍为两半圆结构，由工厂加工，两个半圆之间通过高强度螺栓连接，钢夹箍制作成型后，分两个半圆运往工地。
　　根据托架高度和盖梁底标高，在墩柱上确定夹箍的位置，然后将两个半圆夹箍通过高强度螺栓固定在墩柱上，抱箍与墩柱间衬一层橡胶带。螺栓施拧时，先用扭矩法进行初拧，再用转角法进行终拧，使螺栓达到预定的拉力，扭紧力矩不得小于143.3(kg•m)。螺栓施拧结束后要进行质量检查，用扭力板手检查，用小锤敲击螺栓，由声音和扭力判断是否由漏拧的螺栓。
　　托架由贝雷梁组成，就地拼装后吊装就位，然后拼装盖梁底模（分配梁在底模上已加工就位）。
　　当盖梁混凝土抗压强度达到2.5Mpa时，并保证不致因拆模而受损坏时，可拆除盖梁侧模板。拆模时，可用锤轻轻敲击板体，使之与混凝土脱离，再用吊车拆卸，不允许用猛烈地敲打和强扭等方法进行，并吊运至指定位置堆放。模板拆除后，及时清理模板内杂物，并进行维修整理，以方便下次使用。
　　底模拆除时要待混凝土强度达到设计强度的95%时，张拉盖梁预应力束N2-2、N1-1、N1-4，张拉完成后用真空压浆法对管道进行压浆，压浆完毕48小时后，才能拆除底模托架。托架拆除时，严格按由上而下的顺序进行。
　　四、质量保证措施
　　建立健全包括施工、质量、测量、试验、计量、机械、安全、材料管理等部门在内的一整套质量保证机构，同时发挥党政工团齐抓共管的作用。加强质量意识教育，围绕质量方针目标，进行一系列质量管理活动。
　　五、结束语
　　贝雷梁强度和刚度满足设计规范要求，是大跨度盖梁施工的关键技术所在，在施工期内我对贝雷梁的变形进行了监控，比预期计算值偏小，达到设计要求。
　　抱箍作为唯一的支撑体，到现场后的抱箍要先在墩身上进行工艺性静载试验，判断其可靠性。
　　
　　
　　参考文献：
　　［1］装配试钢桥使用手册，人民交通出版社。
　　［2］路桥施工计算手册，人民交通出版社。
　　［3］铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定，TB214-92。
　　
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