浅谈组合式贝雷桁架片托架在桥梁施工中的应用
[12-11 17:00:02] 来源：http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读：3326次
摘 要：通过力学验算，初步探讨组合式贝雷桁架片托架在预应力砼系杆拱桥梁施工中的应用.
关键词：贝雷片；托架；桥梁；应用
在桥梁施工中贝雷桁架片由于组装容易，运输方便，利用率高，可以节省辅助结构的木材、劳动力、工期，因此适用范围较广.下承式预应办砼系杆拱施工时需搭设施工支架施工，在施工中我们考虑采用组合式贝雷桁架片托架，施工托架由基础和贝雷桁架系统两部分组成.在桥梁施工过程中，不少托架结构在施工过程中因设计合理性存在问题而导致失事，本文对其力学特性作进一步地探讨和研究，供参考使用.
1 工程概况
浙江嘉善红旗塘雨落桥工程位于嘉善红旗塘上，桥梁为下承式砼系杆拱桥，桥梁设计荷载为汽-10、履-50，桥面宽7.5 m，桥全长290.88 m，主桥采用跨径为50 m的预应力砼系杆拱.因桥梁横跨红旗塘，不能断航施工，故主桥施工时需搭设临时施工托架.托架在整个主桥工程施工过程中是最关键的一步，必须确保托架的稳定.
2 结构特征
根据设计单位提供的地质资料，本着“安全、经济”原则，结合实际施工经验，施工托架结构设计如下.
2.1 基础
托架基础采用C30砼预制方桩(30 cm×30 cm)，用锤击法沉桩，入土深度7 m，桩间距选用4d=1.2 m，布置在桥梁中心线两侧中心距28 m处，单个基础打设30根预制桩，顺水流方向布设成3排，每排10根，桩顶用I 18工字钢与桩顶预埋钢板焊接形成整体.
2.2 贝雷桁架系统
贝雷桁架系统主要为承重系统，通过计算承重系统采用五排单层桁架组合而形成，贝雷片之间用钢框架联结.
3 稳定分析与结构计算
3.1 计算基本数据
根据工程地质勘察报告，结合现场实际施工的第一手资料，应确定桩周土极限摩阻力和地基土承载力标准值，见表1.
从经济角度出发，我们采用了国产150 cm×300 cm型贝雷桁架片，国产贝雷桁架片的力学特性如2.
桥梁上部结构恒载重660 t，荷载分项系数取1.4，施工活载重200 t，荷载分项系数取1.2.
3.2 荷载与受力分析
桥梁施工流程决定荷载的受力分析，根据桥梁施工流程①架设施工支架；②预制各中横梁并在支架上安装就位，整体现浇系杆与端横梁；③张拉系杆1-6束钢绞线束；④安装拱片与吊杆；⑤吊杆张拉；⑥张拉系杆7-12号束；⑦铺设桥面板；⑧施工桥面铺装与栏杆.托架基础荷载应考虑系杆砼重量、横梁与横撑砼重量和细杆拱片砼重量的桥梁恒载重和贝雷桁架自重及施工活载.根据施工流程传递到单个桩基上的受力P应按吊装系杆拱片时的受力状态分析.
承重贝雷桁架受力分析分二阶段考虑，以安装拱片前后为界，拱片吊装前贝雷桁架主要受系杆砼重量、横梁重量、施工活荷载及贝雷桁架自重影响，在计算时可简化为均布荷载计算.在结构吊装时，系杆经第一次张拉砼重量由预应力钢筋砼承担，可以不计砼系杆对贝雷桁架的作用，主要考虑拱片吊装时集中荷载作用.通过两阶段的计算比较取贝雷量最大值作为施工参数.
3.3 基础稳定验算
组合式托架的预制桩基础稳定应考虑单桩破坏和桩土整体破坏两种情况，应分别用单桩法、复合墩基法进行验算，同时需验算群桩的沉降.
(1)用单桩法验算桩基承载力.
单桩允许承载力P＝(ΣτIhi)/1，则群桩容许承载力Pa=η·n·p(η—群桩效应系数，n—桩根数).经计算pn＝［pn］时桩基承载力满足要求，单桩不会出现冲剪破坏.
(2)用复合墩基法验算地基承载力.
为防止出现基础整体冲剪破坏还应把桩与土看成复合地基验算，则允许地基承载力2).(a、b为基础长与宽，δ-地基土承载力标准值，qus-桩周土极度限承载力)经计算(PU大于单个桩受力P，墩底破坏不可能出现整体冲剪破坏.www.tmgc8.com
(3)用沉降比法验算群桩沉降.
群桩沉降量S可以用以下公式计算：
S＝S1·Rs
S1—单桩在群桩各桩平均荷载作用下的沉降，
Ss—群桩沉降比.
经计算所得的沉降量符合规范要求.
3.4 贝雷桁架结构计算
贝雷桁架结构计算主要通过计算确定贝雷片数量，由荷载受力分析进行验算.
强度验算：
(1)拱片吊装前.
由N1＝［M1/M0］
M1＝975 kN·m(贝雷桁架片的允许弯矩)
Qi—桥梁上部恒载，
Qk—桥梁上部活载，
L—计算跨径(跨中两支承点距离28 m).
(2)拱片吊装时.
P—拱片吊装时的等效荷载.
取max［N1，N2］可得承重贝雷桁架的片数.
刚度验算：
由f＝5/48*ML2/EhIo，必须满足刚度要求.
L—计算跨径，
EhIo—贝雷片截面刚度.
4 施工质量控制和安全
4.1 质量控制
桥梁施工托架施工既要保证施工托架的安全稳定又要保证原有航道的安全和畅通，除严格执行现行期的有关质量技术标准和安全操作规程外，特别应做好如下几点，对砼预制桩的浇筑、吊装、测量、沉桩等环节要严格控制，贝雷桁架片在使用前必须检查严禁使用有损伤贝协桁架片.
4.2 安全措施
(1)施工托架拼装时必须请港监部门配合；
(2)施工中，应责任到人，分工明确，统一指挥；
(3)支架在施工主体结构前进行静载试验合格后方可施工下一步；
(4)施工期间设立航道警示标志，并设专人值班.
5 施工效果
目前浙江嘉善红旗塘雨浇桥已竣工并被质监站评定为优良工程，施工支架经受了施工考验取得了良好的社会效益和经济效益.
参考文献：
［1］桩基础设计与计算［M］.北京：中国建筑工业出版社，1990.
［2］TBJ203—96，铁路桥涵施工规范［S］.
钟玉英1，阮崇强1，王建华2
(1.浙江省水电建筑安装有限公司，浙江 杭州310051；
2.浙江省钱塘江管理局，浙江 杭州310016)
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