钢管贝雷梁支架在高速公路立交及施工栈桥中的应用.docx
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钢管贝雷梁支架在高速公路立交及施工栈桥中的应用
钢管贝雷梁支架在高速公路立交及施工栈
桥中的应用
1.工程概况
该桥为我单位承建的连霍国道主干线天水至定西高速公路TD19合同段的定西北互通
立交桥，具体桩号为SK329+195.15（XK329+128.82）,立交采用喇叭形（B型），有A、DE
匝道桥三座，桥梁总长965.622m，需同时跨越陇海铁路及312国道。
桥梁基础采用钻孔灌注桩基础，柱式墩身，上部构造为现浇预应力砼连续箱梁，单箱三室结构，跨越陇海铁路
采用钢砼组合梁。
具体桥跨布置为：
A匝道桥：
16X25m+42m+5<30m;D匝道桥：
2X
20m+45m+4<30m;E匝道桥：
17m+16.662m+45m+X30叶预应力砼连续箱梁采用现浇法施工。
现浇箱梁完工达到强度要求后，即进行钢箱梁的架设。
1.1定西北互通立交平面位置图
2支架设计及验算
2.1支架设计
现浇箱梁采用钢管贝雷片支架，立柱采用①273X4mm钢管制作，支架按桥面全宽+两
侧各留1m施工通道搭设，立柱顶面用双136b工字钢做横梁，横梁顶面铺设贝雷片，贝雷
片采用国产型号（高1.5m，跨径3m）,布置形式具体见图1〜3。
贝雷片顶面设置横向双[12.6槽钢做分配梁，纵向间距60cm。
为提高立柱稳定性，在立柱间采用[10槽钢分别做横向、
斜向支撑。
考虑箱梁施工前支架调平和施工完毕后落架需要，在分配梁上设置碗扣式脚手架立杆，立杆与分配梁采用焊接连接，立杆上安放顶托，顶托上铺设纵向方木，间距为0.875m，截面为15X15cm,纵向方木上铺横向方木，间距为30cm,截面10cmX10cm。
翼
缘板下横向铺设15cmX15cm方木，间距30cm,纵向采用6cmX9cm方木，间距20cm。
横向
支架纵向布置图1
钢管立柱
25砼垫块
方木上铺设底模，底模采用1.2cm厚竹胶板。
梁侧模、内模及端模均采用1.2cm厚竹胶板，并用6cmx9cm方木做加劲肋，间距30cm。
考虑现场实际情况，我标段根据桥梁墩柱高度调整支架布置形式，当墩高h>12.2时,
在钢管贝雷梁上搭设钢管脚手架；h<12.2时，支架采用钢管贝雷梁支架。
2.2支架布置图1-3
方木
顶托立杆
系梁（盖梁）
2.3结构检算
施工过程箱梁横向上最大应力集中区域是腹板底部；箱梁纵向上最大的受力区域是梁
端部，为安全考虑，所有荷载验算均按最大处进行验算。
经比较计算，计算模型采用A匝
道7号桥，其它桥梁支架按实际情况进行调整。
A匝道7号桥布置为5-30m现浇等截面预应力砼箱梁，梁高1.8m，顶板宽15.5m,底
板宽10.5m，单箱三室结构，底板厚0.2m，顶板厚0.22m，腹板厚0.4m、0.35m，中横隔梁厚0.2m。
2.3.1荷载组合
①、新浇筑钢筋混凝土重：
26X1.8=46.8KN/m2;
2.4KN/m
◎、施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载:
◎、振捣混凝土产生的荷载2KN/m;
@、其它临时荷载如风、雨雪荷载等不予考虑
2.3.2顶层横向方木强度及刚度验算
顶层方木采用落叶松材质，截面尺寸为10X10cm,纵向间距30cm,跨径87.5cm。
按
三跨连续梁计算，计算采用公式：
弯曲强度6=ql12/10w
4
抗弯刚度f=ql1/150EI
式中：
q=（46.8+2.4+2+2）X0.30=15.96KN/m
l1=0.875m
223
W=bh/6=100x100/6=166667mm
I=bh/12=100x1003/12=8333333mm
弯曲强度6=15.96x8752/（10x166667）=7.4MPa<14.5MPa
抗弯刚度f=ql14/150EI=15.96x8754/（150x11x103x8333333）
=0.7mm<2.2mm（L/400=875/400=2.2）根据计算结果，顶层横向方木满足要求。
2.3.3底层纵向方木强度及刚度验算
纵向方木采用落叶松材质，截面尺寸为15x15cm,跨径60cm,横向间距间距87.5cm,
则由顶层方木传递的集中力F=53.2x0.3x0.875=13.965KN;
Mmax=0.267FI=0.267x13.965x0.6=2.24KN•m;
E=11x103MPa;
W=bh2/6=150x1502/6=562500mm3;
I=bh3/12=150x1503/12=42187500mm4;
6
弯曲强度6=Mmax/W=2.24x10/562500=3.98MPa<14.5MPa
2
挠度f=1.883FL2/100EI
焊接牢固。
纵向布置间距60cm,底板下和翼缘板下跨径均为1.75m.
2.3.5.1荷载
底板下：
qi=（46.8+2+2.4+2）x0.6=31.92KN/m;
翼缘板下:
q2=（26X0.4+2+2.4+2）x0.6=10.08KN/m;
查表得：
W=61700mm3;I=3885000mm4
2.3.5.2最大弯矩Max
22
底板下：
Mmax=qil/8=31.92X1.75/8=12.22KNm
22
翼缘板下；Mmax=q2l2/8=10.08X1.752/8=3.86KNm
2.3.5.3弯曲强度
底板下：
d=Mmax/W=12.22X106/（2X61700）=99.0MPa<145MPa
6
翼缘板下：
d=Mmax/W=3.86X106/（2X61700）=31.3MPa<145MPa
2.3.5.4最大挠度fmax
底板下fmax=5q1l14/（2X384EI）
=5X31.92X（1.75X103）4/（2X384X2.1X105X
3885000）=2.4mm<4.4mm（1750/400）
翼缘板下fmax=5q2l24/（2X384EI）
345
=5X10.08X（1.75X103）4/（2X384X2.1X105X3885000）
=0.76mm<4.4mm（1750/400）
根据计算结果，分配梁强度满足要求.
2.3.6贝雷片承载力计算
单片贝雷片容许荷载[M]=975.0KNM；贝雷片单孔最大计算跨径14.0m;
荷载q=1.3X（（26X0.6K10.5+26）.27X5）+（2+2.4+25.5=388.4KN/m1.3倍安全系数）；则贝
雷梁纵向最大弯矩：
Mmax=q1l2/8=388.4X14.002/8=9515.2KNm；
则9515.2/975=9.8；
最大挠度fmax=5q1l4/384EI
45
=5X388.4X140004/（384X2.1X105X2505000000）=369.3mm
则369.3/35=10.6；（35为规范允许挠度，L/400=30）
根据计算结果和结构特点，横向布设11片贝雷片，布置形式见图2、图3.
2.3.7工字钢横梁强度计算
贝雷片下采用双I36b工字钢做横梁，双工字钢并排焊接成整体
荷载q=1.3X（26X0.6+2+2.4+2）x14=400.4KN/m（取1.3倍安全系数）;l=1.75m
查表得：
W=920800mm；I=165740000mm
最大弯矩Mmax=ql2/8=400.4X1.752/8=153.3KNm
弯曲强度d=Mmax/W=153.3X106/（2X920800）=83.3MPa<145MPa
最大挠度fmax=5q1l14/（2X384EI）
345
=5X400.4X（1.75X103）4/（2X384X2.1X105X165740000）=0.7mm<4.4mm（1750/400）
根据计算结果，工字钢横梁强度满足要求.
2.3.8立柱的刚度计算
2.3.8.1
回转半径r
2222
r=sqrt（D+d）/4=sqrt（27.3+26.5）/4=9.51cm;
式中：
D—钢管外径d—钢管内径
2.3.8.2长细比入
入=uL/r=1X950/9.51=100v[入P]=102，刚度满足要求.
式中：
u—杆件长度系数，取u=1.0;
L—杆件几何长度，取L=950cm;
［入］—受压杆件允许长细比，取102.
Pmax=3592.2KN;
2.3.8.3临界应力验算
从结构形式考虑，中间两排立柱承受轴向力最大，经计算
由于入＜102（压杆柔度界限值入P）,根据欧拉公式计算钢管临界应力Fcr
22
Fcr=nEI/（uL）
=3.142X2.1X105X30582482/（1.0X9500）2=702.3KN
式中：
E：
刚才弹性模量，取2.1X105MPa;
I:
钢管对于中心的惯性矩，按式n（D4-d4）/64uL：
钢管立柱相当长度，u取1.0,L取9500mm
1.5X3592.2/702.3=7.7，中间支墩横向布设钢管9根（取1.5倍安全系数）;
1.5X3592.2/2/702.3=3.8，考虑施工安全及便捷，端部仍布设钢管9根（取1.5倍安
全系数）。
则每根立柱承受轴向力为：
3592.2/9=399.1KN<702.3KN
3592.2/2/9=199.6KN<702.3KN
根据计算结果，立柱钢管强度满足要求•
2.3.9地基承载力验算及地基处理
2.3.9.1地基承载力
经计算立柱承受最大荷载Qmax=4105KN
单柱下最大荷载荷载为：
4105/9=456.1KN。
钢管柱下铺设C25钢筋砼垫块，截面形式为倒梯形，顶面尺寸为60cmX120cm,底面
一2
尺寸为：
120cmX150cm,高80cm=则基底应力为N=456.1KN/1.8m=253.4KPa.
2.3.9.2地基处理
由于黄土地区多陷穴，支架基础施工前，对基坑位置进行冲击碾压，增加基底密实度
的同时，检验是否有陷穴•然后填筑1.0m砂砾，碾压密实后在其上满铺枕木.
2.3.10支架预压
支架搭设完毕，按设计要求对支架进行等载预压，以消除支架的非弹性变形，预压期
为28h。
预压期间在桥梁底板设置沉降观测点，以确定桥梁支架在施工过程中所产生的弹
性变形和消除支架的非弹性变形。
具体布置如图。
支架沉降观测点布置图
3桥梁施工照片
定西北互通立交钢管贝雷梁支架施工
定西北互通立交已完工桥梁
定西北互通立交已完工桥梁
4总结
本桥支架在设计过程中，为确保后续施工各部件组装程序化，支架各组成单元结构尺
寸保持一致，在确保质量的同时大大加快了后续施工进度，具有快速、经济的特点，已完
工桥梁的高程及线形尺寸符合设计及规范要求•本桥支架形式对于需保证桥下正常交通需
要的现浇桥梁施工以及大型施工栈桥施工有一定的借鉴意义
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