牛腿貝雷梁支架在軟弱地基施工中的應(yīng)用

劉玉明，路一 （安徽新華學(xué)院土木與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230088）

1 概 述

目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)澆梁支架采用比較多的是滿(mǎn)堂紅支架，但在軟弱地基，為了減少滿(mǎn)堂紅支架搭設(shè)存在的安全隱患，必須進(jìn)行地基處理。但由于軟弱地基或地下水豐富的區(qū)域特殊的地質(zhì)條件，地基處理難度較大。傳統(tǒng)的滿(mǎn)堂支架地基處理費(fèi)用比較高，材料的回收利用率較低，無(wú)法避免地基沉降帶來(lái)的影響。當(dāng)增加施工荷載時(shí)，由于處理厚度的不均勻性，地基可能出現(xiàn)不均勻沉降，從而造成混凝土質(zhì)量不同程度的損傷。

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國(guó)橋梁的高速發(fā)展，工程施工中出現(xiàn)了用貝雷梁施工方法來(lái)代替單一的滿(mǎn)堂支架施工。目前國(guó)內(nèi)采用貝雷梁做現(xiàn)澆梁支架的比較常見(jiàn)，采用牛腿的也比較多，但將貝雷梁與牛腿組合在一起構(gòu)成現(xiàn)澆梁支架體系的不多。在軟弱地層，地下水豐富的區(qū)域使用該方案，省去了地基處理，減少了滿(mǎn)堂紅支架搭設(shè)存在的安全隱患，改善了支架現(xiàn)澆施工的穩(wěn)定性，更能實(shí)現(xiàn)文明規(guī)范、便捷施工，運(yùn)用前景好。

2 牛腿貝雷梁的應(yīng)用

從20世紀(jì)60年代至今，不論貝雷梁還是牛腿的研究已經(jīng)日趨成熟，但是將貝雷梁與牛腿組合在一起作為一種新型現(xiàn)澆梁支架體系的未見(jiàn)諸報(bào)道，有待研究，以理論分析為基礎(chǔ)，結(jié)合專(zhuān)家咨詢(xún)法和系統(tǒng)分析法，確定牛腿貝雷梁結(jié)構(gòu)在橋梁施工中的應(yīng)用可行性。

針對(duì)某些軟弱地基，施工可以不進(jìn)行地基處理，支柱和牛腿之間用螺栓連接，牛腿上設(shè)可調(diào)高裝置，能夠減少由于處理地基出現(xiàn)的不均勻沉降而造成的混凝土質(zhì)量不同程度的損傷的投入；牛腿上鋪設(shè)沿墻縱向通長(zhǎng)工字鋼，工字鋼上安裝鋼砂箱，在鋼砂箱底焊接限位角鋼，鋼砂箱上安裝貝雷鋼支架，組成現(xiàn)澆支架體系。另外在支架布設(shè)過(guò)程中，應(yīng)盡量使現(xiàn)有材料充分利用后再投入新的材料，以節(jié)省資金的投入。在橋梁施工中支架基礎(chǔ)應(yīng)盡量使用橋墩，但注意不要損害橋梁構(gòu)件,以免對(duì)橋梁外觀(guān)造成質(zhì)量缺陷。

此施工工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)剛度大，保證了現(xiàn)澆梁支架體系的穩(wěn)定，保證了現(xiàn)澆梁安全；多孔貝雷支架重復(fù)利用，節(jié)約了施工成本，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益；用機(jī)械吊裝或拆除受力構(gòu)件時(shí)，不僅提高了機(jī)械化作業(yè)程度和工效，而且保障了施工安全。

3 牛腿貝雷梁的相關(guān)計(jì)算

由于貝雷梁的上下弦桿采用螺栓連接，在連接處不承受彎矩，因此兩梁端的結(jié)點(diǎn)可看成為鉸結(jié)點(diǎn)，故貝雷梁可看成桁架結(jié)構(gòu)。但由于貝雷梁作為桁架的計(jì)算較為復(fù)雜，而貝雷單元間連接處為焊接,其受力狀態(tài)更接近于梁，故我們可以把整個(gè)貝雷梁看做一簡(jiǎn)支梁（如圖1所示），廣大施工人員一般用此法來(lái)進(jìn)行貝雷梁計(jì)算分析。

圖1 相當(dāng)梁計(jì)算模型

假設(shè)貝雷鋼桁架每1m一排，縱梁上的恒載設(shè)計(jì)值為200 kN，縱梁由牛腿支撐，上部分布貝雷梁和砂箱。鋼桁架上鋪設(shè)檁條，檁條上鋪設(shè)定型鋼模板（寬1m）。牛腿間距2m 布置，貝雷梁、砂箱間距1m布置。構(gòu)件鋼材采用Q235鋼，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)?？v梁按照最不利荷載計(jì)算如圖2。

圖2

相應(yīng)的彎矩分布圖如圖3。

圖3

查型鋼表縱梁選擇選擇I25a普通工字鋼，質(zhì)量q=38.1×1.2=45.72kg/m，Ix=5017cm4，Wx=401cm3，抗 彎 剛 度EI=206GPa×5017cm4=10335.02kN·m2

最大彎矩值為：

正應(yīng)力計(jì)算：

截面梁剪應(yīng)力計(jì)算：

折算應(yīng)力計(jì)算，距梁端0.5m處剪應(yīng)力和正應(yīng)力都比較大此處應(yīng)力值：

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50017-2003）：

梁體剛度計(jì)算：

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)以上的簡(jiǎn)單驗(yàn)算，把牛腿貝雷梁簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁的模型與實(shí)際情況符合度較好，能滿(mǎn)足工程精度的要求，且便于廣大工程人員的掌握，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

牛腿貝雷梁這種結(jié)構(gòu)施工快捷方便、安全、效果良好，在后續(xù)施工中尤其在跨越交通線(xiàn)路的橋梁施工中可大量重復(fù)使用這種支架體系，為解決軟弱地層搭設(shè)現(xiàn)澆主梁支架不安全、不穩(wěn)定、人力物力和財(cái)力投入大、材料回收利用率低、回收工期長(zhǎng)的難題提供了科學(xué)基礎(chǔ)和發(fā)展依據(jù)。

[1]劉山林,閆淑娟,鐘本蜂.鋼管樁和貝雷片做現(xiàn)澆箱梁支架施工實(shí)踐[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003(S1).

[2]林鐵民.貝雷片支架變形及沉降的分析[J].福建建設(shè)科技，2006(2).