钢管贝雷梁在高架桥跨越城市道路施工中的应用与计算.doc

浅谈钢管贝雷梁在高架桥跨越城市道路施工中的应用【摘要】XX二环东路高架桥第四合同段箱梁施工在跨越花园路口时采用钢管贝雷梁柱式支架现浇施工，在确保施工的同时保持了交通的顺畅对城市高架桥跨路施工有较强的借签意义 一、工程简介 XX二环东路高架桥第四合同段48联箱梁跨径为33+36+32.5m，其中中跨36m上跨花园路花园路为XX市东西向主要交通要道，交通流量很大4８联箱梁顶宽24.8m，梁高2.3m，见跨中截面图所示与XX路相交的是该联的第2跨即146～147号两桥墩之间XX路既有道路宽30m见图１　箱梁跨中截面二、贝雷门架的设及计算为确保维持车辆通行，施工设计临时通道分两个门洞，实行上下行线单向通道，机动、非机动车道不分离门洞净高5m大于4.5m机动车通行高度要求，每个门洞净宽10.5m满足机动、非机动车通行宽度要求一跨门洞贝雷梁按13长计算，按简支梁布设门洞纵向分配量采用1.5m高贝雷梁，贝雷片规格为150cm×300cm×18cm, 空腹下间距为90cm，实腹下间距为45cm每两排贝雷梁连成一组，每组贝雷片对应端头采用贝雷框进行连接贝雷梁上面铺设竹胶板，竹胶板上按30cm铺设15×15cm方木。

方木上直接铺设箱梁底模贝雷梁下面采用Ⅰ32a工字钢作为横向分配梁，每排两根工字钢下面采用砂箱用来调节箱梁梁底标高和方便拆模工字钢下面采用直径377mm壁厚9mm钢管，共四排，每排8根，间距3.5m，钢管基础为1.5（2.5跨中）m×0.6m×30m C15砼条形基础钢管支墩底部采用预埋在混凝土中的钢板焊接，为提高支墩的稳定性，在各排支墩钢管之间设置槽钢连接支墩顶采用2I32a工字钢做横梁见图２　花园路口门洞横断面图、图３　花园路口门洞纵断面图（一）计算贝蕾梁列数1、箱梁的砼重箱梁断面面积：全部S1=41.6836m2（CAD查的） 左室S2= 8.9657 m2 中室S3= 8.5954 m2 右室S4= 7.9898 m2S= S1-S2-S3-S4=16.13 m2G=13*16.13*26=5451.94KN考虑泵车冲击取冲击系数1.1G1=1.1G=5997.134KN2、模板重 L=27.1m（CAD查的） S=L*13=352.3 m2 G2=S*0.09=352.3*0.09=31.71KN3、楞木重（间距0.3m,横桥向方木） G3=45排*30m*0.152*6KN/m=182.25KN4、支架重 1.2m立杆： 5*15*2*3.996*0.0098=5.87KN 横杆： （16*15+13*20）*3.33*0.0098=16.32KN 剪刀撑： 16*5*3.48*0.0098=2.73KN 顶托： 10*15*7*0.0098=10.29KN 底托： 10*15*7*0.0098=10.29KN G4=5.87+16.32+2.73+10.29+10.29=45.5KN5、防护胶合板 G5=24.8*13*0.058=18.7KN6、贝蕾粱自重（假定按90cm间距布置）由表查得贝雷片：[M]＝788.2KN·M [Q]＝245.2KNI=250497cm4=250497mm4G6=34*4.5节*275*0.0098=412.4KN 7、施工机具、人员（一跨） G7=2KN/m2*323 m2=646KN8、振捣产生荷载 G8=4 KN/m2*323 m2=1292KN9、上述荷载合计G总=5997.13+31.71+182.25+45.5+18.7+412.4+646+1292 =8625.69KN9、分布荷载 q=G总/13=8625.69/13=663.5KN/m10、挠度计算贝蕾粱列数 [f]=L/400=1100/400=2.75cm由[f]=5qL4/384EI，得 I=5qL4/384E[f] =（5*663.5*134*1000）/（384*2.1*1011*0.0275） =0.043单片贝蕾粱[I]=0.002505m4 n=I/[I]=0.043/0.002505=17列11、以弯矩计算贝蕾粱列数 M=qL2/8=663.5*132/8=14016.4KN/m n=M/[M]= 14016.4/788.2=17.8≈18列12、以剪力计算贝蕾粱列数 Q=qL/2=663.5*13/2=4312.8KN n=Q/[Q]= 4312.8/245.2=17.6≈18列13、蕾粱间距选择 d=24.8/18=1.37m，另取安全系数为1.3贝蕾粱横向联接定型间距为45cm、90cm、120cm由于现有联接件为45cm、90cm两种故选d=90cm（二）腹板下贝蕾粱列数检算1、砼重 (腹板取1.2m长考虑)G1=13*2.48m2*26KN/m3*1.1=922.1KN2、胶合板（2层） G2=2*13*（0.09+0.058）=3.85KN3、楞木 G3=45*2*0.04=3.6KN4、贝蕾粱自重 G7=3*4.5节*275*0.0098=36.38KN5、施工机具人员重 G8=2KN/m2*2*13=52KN6、振捣产生荷载 G9=4KN/m2*2*13=104KN7、上述荷载合计 G总=922.1+3.85+3.6+36.38+52+104=1121.9KN8、均布荷载 q=G总/13=1121.9/13=86.3KN/m9、弯矩检算 M=qL2/8=86.3*132/8=1823.1KN/m ＞[M]=788.2*2=1576.4KN（不符合要求） 计算列数：n= M/[M]=1823.1/788.2=2.3列10、剪力检算 Q=qL/2=86.3*13/2=561KN ＞[Q]=245.2*2=490.4KN（不符合要求） 计算列数：n= Q /[Q]=561/245.2=2.3列11、挠度检算 f=5qL4/384EL=（5*86.3*1000*134）/（384*2.1*1011*2.505*10-3*2）=0.0305m＜[f]=13/400=0.0325m贝蕾粱横向联接定型间距为45cm、90cm、120cm由于现有联接件为45cm、90cm两种故腹板下选d=45cm，数量为3列。

三）钢管立柱的数量确定1、长细比检算 选外径377mm，壁厚9mm，钢管4.5m长 回转半径r=0.35（d+D）/2 =0.35*（0.359+0.377）/2=0.13mD钢管外径，d钢管内径 长细比 λ=μL/r=1*4.5/0.13=34.6＜[μ]=100μ-杆件长度系数，取μ＝1.0，L-杆件几何长度2、强度确定立柱数量 λ=34.6,由《路桥施工计算手册》查得a类截面轴心受压构件稳定系数 查表Ф=0.9-（0.9-0.877）*4.6/10 =0.889 单根可承受力 F=[б] ФA=140*106*0.889*[（л/4）*（0.3772-0.3592）] =1.196*106Nn′=8625.69/2/1196=3.6，取安全系数k=1.3 n=3.6*1.3=4.69根 实际布置8根腹板下立柱数量（钢管立柱及工字刚重按50KN计）n′=1121.9/2/1196=0.469n=0.469*1.3=0.6根 取整为1根（四）立柱顶工字刚检算（两根工32a，跨度3.5m）1、抗弯计算 q=(8625.69/4)/24.8=87KN/mM=qL2/8=87*3.5*3.5/8=133.2KN·mб=M/W=133.2*103/(2*692.5)=96.2MPa＜[б]=145MPa2、剪力检算 Q=qL/2=87*3.5/(2*2)=76.1KN I:S=11080/400.5=27.67cm τ=QS/Iσ=76.1/（0.2767*0.0095）=29MPa<[τ]=85MPa3、挠度检算 f=5qL4/384EI=5*87*3.54*1000/(384*2.1*1011*2*11080*10-8)=0.0035 ＜[f]=L/500=0.007m（五）立柱下砼基础检算 边长150cm*3000cm，高60cm C15砼 工字刚自重2*3.5*52.69=368.83kg 立柱自重61.8*4=247.2kg 砼基础 27*25=675KN 合计 (368.83+247.2)*0.0098+675=681.1KN总体考虑 б=F/A=[8625.69/2+681.1]/(1.5*30) =111KPa＜ 150KPa小于沥青路面允许的承载力，满足要求。

三、施工控制要点（一）门洞安装1、门洞钢管支墩基础对砼条形基础进行准确放样，确保行车顺畅，顶面预埋钢管支撑墩连接钢板（厚1cm、1m×1m），间距为3.5米基础底部地基要求密实、无返弹，顶面平整，预埋钢板为水平放置，钢板中线在设计同一中线上2、门洞支架门洞两侧采用碗扣式支架，具体施工方法和要求同箱梁主体支架一样，并且与两侧排架连接成整体门洞中间支撑墩采用直径377mm的无缝钢管，每根长4.5米，具体布置见门洞图钢管与预埋钢板接触面全部施焊并在周围用8个厚1cm的直角钢板与预埋钢板加强连接3、门架上部主体结构 钢管顶面采用1cm厚钢板承托，并与钢管接触面全部施焊直角钢板加强加强钢板顶面先放置砂箱，然后在砂箱顶放置I32a工字钢作为横梁，工字钢接头采用5mm钢夹板连接，两根工字钢采用钢筋焊接横向连接工字钢顶采用贝雷梁作为纵梁，贝雷梁在地面上进行整体拼装，然后进行吊装，架设完毕后对全部螺栓统一进行检查在贝雷梁上横向布设15cm×15cm的方木，间距30cm布置在方木上铺设箱梁底模板立柱顶工字钢接头处理，由于市场上工字钢定长与立柱间距不一定相符，除遵循接头尽量放在立柱处外，在接头处除采用5mm钢夹板连接，两根工字钢采用钢筋焊接横向连接外可采用下方支立30cm间距的排架支撑防护，确保安全。

立柱间为加强整体性，采用槽钢加以连接加固在吊装和拆除贝雷片时，采用专人防护，将路临时改至边跨通行的方法，最大限度地保证安全为防止坠物伤人，在钢管贝雷梁底部及侧面张挂安全网及防护栏杆；支墩处设置警示灯；支墩处前端设混凝土防撞墩；支墩底底座靠行车道一侧设置反光膜4、测量控制由于本次采用贝雷梁顶直。