贝雷钢拱架吊装施工技术分析

贝雷钢拱架吊装施工技术分析

常丹青

湖南省第六工程有限公司

摘要：拱架吊装是指贝雷架、联接块、横向联接杆件及轴销螺栓等在设计位置上形成拱架整体的过程。可调式贝雷钢拱架是根据六四式军用桁架的基本原理发展而来的无中间支撑桥梁支架，经过多座桥梁使用，其安全性与经济性优势明显。本文结合工程实例，就该施工技术加以分析。

关键词：贝雷钢拱架；吊装施工；技术处理

项目概况：雉山桥位于桂林市漓江支流宁远河上，是上海路跨越宁远河的重要构造物，也是桂林市东西方向交通的重要桥梁。雉山桥为单跨钢筋混凝土上承式拱结构，净跨径56m，净矢高7m，矢跨比为1/8。主拱圈立面采用悬链线型，拱轴系数m=1.756，横断面采用等截面箱型结构，横桥向分为三幅：中间幅为机动车道幅，宽22m，单箱八室；两侧边幅为非机动车道幅，各宽8m，单箱3室。经过分析比较，主拱圈采用无中间支撑的钢拱贝雷架比较适宜。

1.贝雷架结构受力计算

根据实际和以往我单位施工经验，雉山桥机动车桥拱圈宽22m，初步拟采用18片拱架施工，两个人行道桥拱圈各宽8m，每幅人行道桥拟采用7片拱架施工，间距均按1.2m排列，现就主桥18片拱架施工能否满足要求，进行结构受力验算。

2.贝雷拱架吊装

2.1拱架整体的组成

每片贝雷拱架分为四节吊装，每半跨第一段由6块贝雷架、第二段由4块贝雷架用螺栓、联结块组成小半月形拱片。由2个小半月形拱片同向、并列用横向联结杆件组成一个小半月形起吊单元，在吊装过程中可防止拱片扭曲。

由两个起吊单元对向、对称吊装，起吊第一段后，底端与大桥主桥台预埋的铰座相连接，顶端用天扣锁住；迅速起吊第二段，第二段的底端与第一段的顶端用插销联结，第二段的顶端在拱顶处用插销联结（铰结），形成一个半月形拱架吊装带。

拱架吊装带有18条，带与带之间用横向联结杆件相连接，形成贝雷拱架整体。贝雷拱架的组成是指由贝雷桁架、联结块、横向联结杆件及螺栓等部件在设计位置上形成拱架整体的过程，其工序较为复杂，作业难度较大。

2.2拱架整体的组装

起吊单元组装平台的设置：在已形成桥台后的路基上采用人工办法平整两块长20m，宽8m的平地。在平地上按拱架的设计弧度用木材搭设成临时单元组装工作台，利用缆吊将贝雷架吊放在组装工作台上，同时用人工将轴销、联接块、横向杆件全部安装到位，这样就形成起吊单元。两个起吊单元在空中对向于拱顶处相铰接。要实现这一目标，必须要有200KN的缆吊设备才能实现。

对缆吊设备的基本要求：缆吊主索为2根φ28mm钢丝绳，用两个行走天车两点同时吊起重约45.0KN的起吊单元的一半，天车自重2.5KN/个，间距10m。为此，缆吊塔架采用∠80×80×8的等边角钢用螺栓联接的方式组成截面为1.0m×1.0m的三根方形立柱，塔架上部的横梁用∠80×80×8的等边角焊接成80cm×80cm的方形横梁。上置两根并列的φ219mm无缝厚壁钢管，主钢丝绳就通过上面。

因为本桥仅有一跨，且主钢线绳跨度仅有66.25m，故塔架高度有11m即可。由于塔架基础要求高，所以设在0#和1#桥台上。在塔架的各自后方，西岸设置地锚于后座基坑外侧，东岸设置地锚于旱桥中线上，用钢丝绳由地锚→0#塔架→1#塔架→旱桥，形成主缆索（见附图）。

2.3拱架吊装带的吊装顺序

分两步，首先进行上游非机动车桥贝雷钢拱架吊装，再进行下游非机动车桥贝雷钢拱架的吊装，最后进行中幅机动车桥贝雷钢拱架的吊装。

2.4缆索吊受力计算

主索单位重量g=2*2.74kg/m=0.0548KN/m

钢丝绳公称抗拉强度为1700MPa，2根总破断力：Tn=2×289.95mm²×1700MPa×0.85（换算系数）=837.95KN

两行车间距a=10m

钢拱架跨中顶点到缆索水平连线高差13.28m

缆索最大垂度按经验定为l/16，则缆索最大垂度fmax为93.68/16=5.86m

l为主索跨径l=93.68m

Q为调运重量Q=50KN(按起吊单元双排6片标准贝雷片、连接花杆、两个行车自重综合考虑)

主索最大水平张力

=50*93.68/4-50*10/4+0.0548*93.68*93.68/8=1106.12KN•m

则Hmax=1106.12/5.86=188.76KN

=190.7KN

主索的安全系数=837.95/190.7=4.39＞3.5(缆索吊最小安全系数)

2.5缆吊塔架地锚

（1）平面布置

该桥宽22m，拟采用一列式布置即并列三个地锚，西岸地锚距塔架的纵向距离为33.65m，地锚与地锚的横向间距为11m。东岸缆索锚固于旱桥顶板中线。

（2）地锚基本尺寸

地锚均采用砼现浇，尺寸为3.0m×2.5m×2.0m。

（3）地锚稳定计算

P为地锚自重：3*2.5*2*2.4吨/m³=36吨

b=1.25mα=22°22´ι=1.4mTmax=190.7KNf=0.4(砂土与混凝土摩擦系数)

则稳定力矩M稳=P•b=2×36×10³×10×1.25=900KN•m

倾覆力矩M倾=T•ι=190.7×1.4=267KN•m

倾覆稳定性验算：满足要求

上拔力安全系数：满足要求

抗滑稳定验算：

东岸缆索穿过旱桥墙身锚固在钢筋砼墙身上，无需计算。

3.贝雷刚拱架设备

考虑到雉山桥的工期计划，机动车桥和非机动车桥需同时施工。进场设备列表如下：

结论：

本文以工程实例为基础，就贝雷钢拱架在桥梁施工中的应用加以分析。由于本项目经过认真设计规划，施工中严格按照相关规范进行施工操作，竣工验收结果显示各项指标优良。同时，本项目所用技术具有显著的经济性和安全性，为后期同类项目施工积累了施工经验。

参考文献：

[1]《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）

[2]《公路砖石及砼桥涵设计规范》（JTJ022-85）

[3]《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）

[4]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

[5]公路施工手册《工程材料》人民交通出版社2001.8