抱箍贝雷片在盖梁施工中的应用

抱箍贝雷片在盖梁施工中的应用

摘要：盖梁抱箍贝雷片施工与满堂支架法、预留穿孔法等相比有施工操作简单、大大节省周转材料、节省人工等明显优势。采用抱箍、贝雷片工艺，有着严密的计算，本文主要以湛徐高速公路唐宅了中桥为例，介绍盖梁施工中抱箍、贝雷片的工艺及力学计算。

关键词：高速公路盖梁抱箍贝雷梁

Embrace the hoop shell thunder slice at cover a beam

under construction application

Leicheng Su

(The First Engineering Co.，Ltd.，of CCCC First harbor Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300456，china)

Abstract:Cover beam to embrace the hoop shell thunder slice construction and full hall support method, reserve to bore hole method etc. to compare to start construction an operation in brief and consumedly economical turnover material, economical artificial etc. obvious advantage.The adoption embraces hoop, shell thunder slice craft, have a tight calculation, this text mainly with Zhan slowly superhighway Tang Zhai medium bridge for example, the introduction covers beam under construction embrace the craft and mechanics calculation of hoop, shell thunder slice.

Keyword ：SuperhighwayCover beamEmbrace hoopShell thunder beam

1、工程概述

湛徐高速公路属于（沈阳）同江至（海南）三亚国道主干线中的粤境路段，全线北起于湛江市遂溪县东坡岭，南止于徐闻县城北乡和家，接G207国道。湛徐高速A6合同段全长12.550km。主要包括互通1处、主线桥梁6座、主线涵洞12道、主线通道10道、分离式立交5处和天桥3座。6座主线桥结构基本一样，下部结构桩基采用灌注桩，桥墩采用直径为D100-160cm的双柱墩，盖梁采用C40预应力砼盖梁，上部结构采用9×25m预应力砼小箱梁，采用预制吊装施工，待安装就位后现浇整体化层砼，先简支后结构连续。本文以本标段最先开工的唐宅了中桥盖梁为例，总结高速公路盖梁施工工艺。唐宅了中桥盖梁为长13.36米，宽1.4米，高1.2米的预应力砼结构，预应力钢绞线5束，每束6股。唐宅了中桥桥墩一般构造图见图1。

图1 唐宅了中桥桥墩一般构造图(单位：cm)

2、模板设计

2.1 侧模与端模支撑

侧模为定型钢模,底包梆。面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm，在肋板外设间距1.2m [12竖围柃，高1.6米，外侧采用的2[14b作横围柃。侧模上端在竖围柃上用一条φ20的栓杆作拉杆，下端用螺栓与底模连接。端模为定型钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm。端模上预留钢绞线套管、外伸非预应力钢筋孔。

2.2 底模支撑

底模为定型钢模,面模厚度为δ8mm，肋板高为10cm。在底模下部采用间距0.4m[12型钢作横梁，横梁长2.4m，每边外露50cm做操作平台。盖梁悬出端底模下设横梁，横梁放在三角支架上支撑。横梁放在贝雷片上。与墩柱相交部位模板肋板加密。

2.3 纵梁（贝雷梁 ）

在横梁底部采用单层2排加强型贝雷片（标准贝雷片规格：3000cm×1500cm，加强弦杆高度10cm）连接形成纵梁，长15m。2片贝雷梁之间采用φ12拉杆连接固定，间距1.2米，贝雷片之间采用销连接。纵梁下为抱箍。

2.4 抱箍

抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚t=12mm）制成，高35cm，抱箍之间采用8根M24的高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力，是主要的支承受力结构。

2.5 防护栏杆与与工作平台

栏杆采用φ50的钢管搭设，在横梁上每隔2.4米设一道1.2m高的钢管立柱，竖向间隔0.5m设一道钢管立柱，钢管之间采用扣件连接。立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。钢管与支座之间采用销连接。

工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设2cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。

3、盖梁抱箍法施工设计计算

3.1 荷载计算

3.1.1 砼荷载

砼自重：21.1m3砼重W1=527.5KN。

浇筑时对水平模板的冲击荷载：

考虑2方的料斗，最大卸料高1.5米，10秒内卸空。根据《建筑施工计算手册》公式：

考虑2个2方的料斗同时浇筑，则冲击荷载：

W2=2.77*2=5.53KN。

砼荷载W= W1 +W2=533.04KN。

3.1.2 模板、平台荷载

侧模板G1=35.88KN

底模板G2=25.65KN

平台G3=8.64KN

因为模板根据以前经验设计，满足施工要求，本文不做力学计算。

3.2 贝雷梁计算

贝雷梁采用单层2排，（标准贝雷片规格：3000cm×1500cm，加强弦杆高度10cm）连接形成纵梁，长15m。

3.2.1 荷载计算

贝雷梁自重：G4=27.51KN

贝雷梁上的总荷载：

G=W+G1+G2+G3+G4=630.72kN

单根贝雷梁所承受的荷载假定为均布荷载q：

q= G/2L=630.72÷2÷13.36=23.6kN/m

3.2.2 力学计算模型建立力学模型如图2-3所示。

图2 贝雷梁计算模型图

3.2.3 结构力学计算

3.2.3.1 最大正负弯矩计算

最大负弯矩出现在2、3支座处，最大正弯矩出现在梁中间。

荷载弯矩图如下：

图3 贝雷梁计算弯矩图

3.2.3.2 最大剪力计算

因为L/2>a,最大剪力如下：

Vmax=ql/2=23.6×7.5÷2=88.5KN

剪力图如下：

图4 贝雷梁计算剪力图

3.2.3.3 最大位移

贝雷片刚度参数

弹性模量：E=2.1×105Mpa

惯性矩：I=Ah×h/2=(25.48×2×4)×150×150/2=2293200cm4（因无相关资料可查，进行推算得出）

（公式引用《建筑施工手册》）

3.2.4 贝雷梁结构强度验算

3.2.4.1弯矩、剪力验算

查《装配式公路钢桥多用途使用手册》第59页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩[M]=788.2kN·m，允许剪力[V]=245.2KN。根据计算所得：

Mmax正，Mmax负 <[M]=788.2KN·m；

Vmax<[V]=245.2KN

满足强度要求

3.2.4.2 最大位移

最大位移为5×105m，满足使用要求。

3.3 抱箍计算

3.3.1 抱箍承载力计算

每个墩柱上配置1个抱箍，按2个贝雷梁受力平均作用到2个抱箍上，支座反力

R1=R2=G/2=630.72/2=315.36Kn

以最大值315.26KN为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算，该值即为抱箍体需产生

的摩擦力。

3.3.2 螺栓受力计算

3.3.2.1 螺栓数目计算

抱箍体需承受的竖向压力N=315.36KN

抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》第426页， M24螺栓的允许承载力：

，式中：

P---高强螺栓的预拉力，取255kN;

μ---摩擦系数，取0.3（轧制表面，钢丝刷清理浮锈）；

n---传力接触面数目，取1；

K---安全系数，取1.7。

则：[NL]= 225×0.3×1/1.7=39.71kN螺栓数目m计算：

m=N/[NL]=315.36/39.71=7.9≈8个

取计算截面上的螺栓数目m=8个。

则每条高强螺栓提供的抗剪力：

P′=N/8=315.36/8=39.42KN≈[NL]=39.7kN

故能承担所要求的荷载。考虑2倍的安全系数，实际施工中用上下两层抱箍。

3.3.2.2 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=315.36kN/0.3=1051.2kN由高强螺栓承担。

则：N’=Pb=1051.2kN

抱箍的压力由8条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/8=1051.2kN /8=131.4<[S]=225kN

螺栓轴心受拉应力σ=N’’/A= N’（1-0.4m1/m）/A

（公式见《路桥施工计算手册》）

则σ=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=58.14MPa＜[σ]=140Mpa

故高强螺栓满足强度要求。

3.3.2.3 螺栓需要的力矩M

高强螺栓分初拧、终拧两次进行拧紧。

初拧扭矩值计算公式TO=0.065Pcd=0.065(P+△P)d

Pc高强螺栓施工预拉力标准值（KN）

P高强螺栓设计预拉力（KN）取250KN

△P预拉力损失值 取0.1P=25KN

d高强螺栓直径(mm)

则TO=0.065×（250+25）×24=429KN·mm

终拧扭矩值一般为初拧的2倍，则终拧值

Tc=2×429=858KN·mm

3.3.3 抱箍体的应力计算：

3.3.3.1 抱箍壁为受拉产生拉应力

拉力P1=4N1=4×131.4=525.6（KN）

抱箍壁采用面板δ12mm的钢板，抱箍高度为0.4m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.012×0.4=0.0048m2

σ=P1/S1=525.6/0.0048=109.g(MPa)＜[σ]=140Mpa

满足设计要求。3.3.3.2 抱箍体剪应力

τ=（1/2R1）/（2S1）=（1/2×1051.2）/（2×0.0048）

=54.75MPa<[τ]=85Mpa

满足强度要求。

4、结束语

贝雷梁一般采用螺栓、单销连接，重量较轻，运输拆装方便。构件可以互换，且可以多次重复使用。即使在工地上掉一些零件也不影响使用。可以根据不同尺寸的桥梁组合不同的形式。钢抱箍重量轻，操作方便，比传统工艺施工效率提高很多。总之利用钢抱箍贝雷梁施工具有施工简便，使用周转材料少，现场易于清理，材料不易丢失，便于现场管理且能缩短工期，经济效益可观，特别是在高墩施工或水中墩柱施工中更能显示出其优越性。

参考文献：

建筑施工计算手册（第二版）汪正荣 编著中国建筑工业出版社

建筑施工手册（第四版）编著组中国建筑工业出版社

装配式公路钢桥多用途使用手册 黄绍金 刘陌生 编著人民交通出版社

路桥施工计算手册周水兴等编著人民交通出版社

湛徐高速公路A6标施工图