大跨度、大体积混凝土“贝雷梁”支撑系统施工技术应用.pdf

大跨度、大体积混凝土“贝雷梁”支撑系统施工技术应用摘要：大体积混凝土梁一般采用预制和现浇两种方式，但往往在施工阶段，易受场地限制，大型起重设备难以满足现场起重要求，大跨度、大体积预制梁通常不具备预制吊运条件，只能采用现浇方式进行施工。在高落差、大跨度、大体积梁混凝土支撑系统研究过程中发现，常规模板支撑系统，如桁架、满堂支架等结构，其均存在施工工程量较大，操作复杂，且混凝土施工质量较难控制等缺点。参考贝雷桥结构及其受力特点，其贝雷梁结构稳定、施工便利，可作为混凝土模板支撑系统。通过对其研究、试验，总结出一套新型混凝土模板支撑系统，其施工综合效果优良，可为后期同类型施工条件工程有借鉴作用。关键词：高落差、大跨度；大体积；贝雷梁；支撑系统1概况三河口大坝泄洪表孔共布置三个孔，其孔口尺寸为15m×15m(宽×高)，根据设计图纸，大坝表孔上游分别布置门机大梁、交通桥，其中上游门机大梁为T型梁结构，底宽1m，顶宽1.78m，高2.5m，跨度15m，单根长度16.96m，交通桥为Π型梁结构，两支腿底宽均为0.5m，顶宽2.045m，高1.8m，跨度15m，单根长度18.96m，本文以跨度15m和混凝土方量43.8m³的门机大梁为例，来介绍贝雷桥在大跨度、大体积混凝土支撑系统的应用。由于三河口大坝工程所处地区地形复杂，缺少常见的高拱坝垂直起吊设备缆机，由于本工程表孔顶部大梁自重过大，周边结构施工空间过下，架桥机、塔机等设备无法布置，故现场无法采用预制施工工艺。为此，需要为三河口大坝表孔门机大梁混凝土施工量身订做一套安全经济的支撑系统，通过选用“贝雷桥”施工结构的研究，通过对其改装，使其作为模板支撑系统，解决了拱坝表孔高落差、大体积混凝土支撑，相比其它大跨度梁混凝土施工模板支撑系统布置，贝雷梁结构承载力可靠，支撑具备承载能力大、刚度强、挠度小、安全性性高等特点。且贝雷梁施工工期短，贝雷梁支撑架设快速，分解容易，安装方便，造价低。施工质量易于控制，实现了大坝表孔现浇梁混凝土施工的安全性及经济性。2贝雷架支撑系统及混凝土施工2.1支撑系统布置坝顶门机大梁支撑形式采用7组(检修门槽上游4组，下游3组)跨度15m的组合式贝雷梁(三排单层)，每组贝雷梁为3榀加强型贝雷梁采用支撑架拼装而成。加强型贝雷梁即321型标准贝雷梁顶部及底部加设加强弦杆。在孔口闸墩内侧，边墙高程预埋I40a工字钢，待浇筑至坝顶安装两根I40a工字钢分配梁再吊装贝雷梁。各组贝雷梁紧挨放置，吊至规定位置后，7组贝雷梁底部采用4根I16工字钢连接梁将各组贝雷梁连接成整体，间距≯6m控制，贝雷梁上部布置I16工字钢连系梁，间距1m，门机梁底模直接坐于连系梁。贝雷梁支撑系统上部布置钢管排架作为底部模板支撑。2.2应用支架计算分析2.1.1单层贝雷梁支架计算贝雷梁计算模型按照15m跨度简支梁计算，贝雷梁放置在预埋工字钢上，跨度约15m。分区域，按两组双排单层贝雷片布置计算，双排单层贝雷片宽度1.25m，则按照受力最大断面考虑荷载（门机大梁1.25m范围）。2.2.2荷载计算㈠永久荷载计算模板及支撑架自重标准：G1K=1kN/㎡×1.25m=1.25kN/m；按模板加固方式计算：G1K=[10槽钢围檩+模板+φ48钢管围檩=10kg/m×1.8m×4根+70kg/㎡×4.6㎡+3.84kg/m×1m×12根=440kg，即4.4kN/m；新浇混凝土自重标准：G2K=26.5kN/m³×1m×2.443㎡=64.74kN/m；贝雷梁自重：G3K=1.2×4.3kN/片×4片/3m=6.88kN/m。㈡可变荷载施工人员及设备荷载：Q1K=2.5kN/㎡×1.25m=3.125kN/m；振动荷载：Q2K=2kN/㎡×1.25m=2.5kN/m；㈢线荷载计算静荷载分项系数取1.2，动荷载分项系数取1.4，所以4片贝雷梁施工的荷载为：q=1.2×(4.4+64.74+6.88)+1.4×3.125=95.6kN/m，即单组双排单层荷载为：47.8kN/m㈣桁架受力计算⑴桁架跨中最大弯矩：M=ql2/8=47.8×15×15/8=1344.375kN•m；中间支座处剪力：R=0.5ql=0.5×47.8×15=358.5kN，l为跨度。B应用广州军区工程科研设计所黄绍金、刘陌生编著的《装配式公路钢桥多用途使用手册》，查手册中P59页表3-6，双排单层加强弦杆贝雷片桁架的容许承载力为：[M]=3375kN•m，[Q]=490.5kN。实际施工中桁架内力均小于容许承载力，结构受力上满足使用要求。抗弯安全系数：K=[M]/M=3375÷1344.375=2.51抗剪安全系数：K=[Q]/Q=490.5÷358.5=1.37，满足承载力要求。⑵贝雷桁架结构节点受力：由于门机大梁1.25m范围由4榀贝雷桁架分担，则每