牛腿贝雷梁支架在软弱地基施工中的应用

刘玉明，路一 （安徽新华学院土木与环境工程学院，安徽 合肥 230088）

1 概 述

目前，国内现浇梁支架采用比较多的是满堂红支架，但在软弱地基，为了减少满堂红支架搭设存在的安全隐患，必须进行地基处理。但由于软弱地基或地下水丰富的区域特殊的地质条件，地基处理难度较大。传统的满堂支架地基处理费用比较高，材料的回收利用率较低，无法避免地基沉降带来的影响。当增加施工荷载时，由于处理厚度的不均匀性，地基可能出现不均匀沉降，从而造成混凝土质量不同程度的损伤。

进入21世纪，随着我国桥梁的高速发展，工程施工中出现了用贝雷梁施工方法来代替单一的满堂支架施工。目前国内采用贝雷梁做现浇梁支架的比较常见，采用牛腿的也比较多，但将贝雷梁与牛腿组合在一起构成现浇梁支架体系的不多。在软弱地层，地下水丰富的区域使用该方案，省去了地基处理，减少了满堂红支架搭设存在的安全隐患，改善了支架现浇施工的稳定性，更能实现文明规范、便捷施工，运用前景好。

2 牛腿贝雷梁的应用

从20世纪60年代至今，不论贝雷梁还是牛腿的研究已经日趋成熟，但是将贝雷梁与牛腿组合在一起作为一种新型现浇梁支架体系的未见诸报道，有待研究，以理论分析为基础，结合专家咨询法和系统分析法，确定牛腿贝雷梁结构在桥梁施工中的应用可行性。

针对某些软弱地基，施工可以不进行地基处理，支柱和牛腿之间用螺栓连接，牛腿上设可调高装置，能够减少由于处理地基出现的不均匀沉降而造成的混凝土质量不同程度的损伤的投入；牛腿上铺设沿墙纵向通长工字钢，工字钢上安装钢砂箱，在钢砂箱底焊接限位角钢，钢砂箱上安装贝雷钢支架，组成现浇支架体系。另外在支架布设过程中，应尽量使现有材料充分利用后再投入新的材料，以节省资金的投入。在桥梁施工中支架基础应尽量使用桥墩，但注意不要损害桥梁构件,以免对桥梁外观造成质量缺陷。

此施工工艺简单、结构刚度大，保证了现浇梁支架体系的稳定，保证了现浇梁安全；多孔贝雷支架重复利用，节约了施工成本，实现了良好的经济效益；用机械吊装或拆除受力构件时，不仅提高了机械化作业程度和工效，而且保障了施工安全。

3 牛腿贝雷梁的相关计算

由于贝雷梁的上下弦杆采用螺栓连接，在连接处不承受弯矩，因此两梁端的结点可看成为铰结点，故贝雷梁可看成桁架结构。但由于贝雷梁作为桁架的计算较为复杂，而贝雷单元间连接处为焊接,其受力状态更接近于梁，故我们可以把整个贝雷梁看做一简支梁（如图1所示），广大施工人员一般用此法来进行贝雷梁计算分析。

图1 相当梁计算模型

假设贝雷钢桁架每1m一排，纵梁上的恒载设计值为200 kN，纵梁由牛腿支撑，上部分布贝雷梁和砂箱。钢桁架上铺设檩条，檩条上铺设定型钢模板（宽1m）。牛腿间距2m 布置，贝雷梁、砂箱间距1m布置。构件钢材采用Q235钢，焊缝质量等级为二级。纵梁按照最不利荷载计算如图2。

图2

相应的弯矩分布图如图3。

图3

查型钢表纵梁选择选择I25a普通工字钢，质量q=38.1×1.2=45.72kg/m，Ix=5017cm4，Wx=401cm3，抗 弯 刚 度EI=206GPa×5017cm4=10335.02kN·m2

最大弯矩值为：

正应力计算：

截面梁剪应力计算：

折算应力计算，距梁端0.5m处剪应力和正应力都比较大此处应力值：

根据《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）：

梁体刚度计算：

4 结 语

通过以上的简单验算，把牛腿贝雷梁简化成简支梁的模型与实际情况符合度较好，能满足工程精度的要求，且便于广大工程人员的掌握，具有一定的实用价值。

牛腿贝雷梁这种结构施工快捷方便、安全、效果良好，在后续施工中尤其在跨越交通线路的桥梁施工中可大量重复使用这种支架体系，为解决软弱地层搭设现浇主梁支架不安全、不稳定、人力物力和财力投入大、材料回收利用率低、回收工期长的难题提供了科学基础和发展依据。

[1]刘山林,闫淑娟,钟本蜂.钢管桩和贝雷片做现浇箱梁支架施工实践[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版)，2003(S1).

[2]林铁民.贝雷片支架变形及沉降的分析[J].福建建设科技，2006(2).