贝雷梁支撑体系在高大渡槽工程施工中的应用

苏 小 明， 陈 波， 李 亮

(中国水利水电第十工程局有限公司 一分局，四川 都江堰 611830)

1 概 述

毗河供水一期工程总干渠第一流量段下段共设有5座渡槽，分别为石庙子渡槽、狗跳地渡槽、龙门垭渡槽、桐子湾渡槽、锁口塘渡槽，共计长6 044 m ，纵向底坡i=1/3 000，最大架设高度为46.5 m，单座渡槽最长为3 675 m。

石庙子渡槽、狗跳地渡槽、龙门垭渡槽为第一流量段下段渡槽，槽身为U型薄壳混凝土结构，横断面为半圆加直段，槽身顶部设置有拉杆，拉杆中心间距为1.4 m，槽身净宽5.2 m，净高3.9 m，长12 m，槽身总重量预计为180 t。

桐子湾渡槽、锁口塘渡槽为第一流量下二段渡槽，槽身为U型薄壳混凝土结构，横断面为半圆加直段，槽身顶部设置有拉杆，拉杆中心间距为1.4 m，槽身净宽5.2 m，净高3.9 m，长16 m，槽身总重量预计为260 t。

在渡槽主要结构设计中，对架空高度大于30 m的渡槽采用钢筋混凝土拱加空心薄壁墩作为支承结构；对架空高度小于30 m的渡槽采用钢筋混凝土排架作为支承结构。其中对高度为10～20 m范围的渡槽采用单排架，高度为20～30 m范围的渡槽采用双排架。渡槽基础以板式基础为主，对于个别基础地质条件较差的采用桩基。

2 支撑体系的选定

施工中，对于架空高度不超过5 m的部位，采用满堂脚手架支撑体系作为现浇支架；对于架空高度为5 m以上的则采用贝雷梁支撑体系作为现浇支架。其中，对于架空高度为5～20 m的渡槽采用钢管柱贝雷梁支架方案；对于架空高度为20 m以上的则采用悬挂式贝雷梁方案。

3 钢管柱贝雷梁支撑方案

3.1 常规单体渡槽支撑方案

钢管柱贝雷梁支撑方案是利用渡槽承台作为受力基础、内侧搭设钢管柱作为支承，然后通过工字钢横梁、贝雷梁、分配梁搭建形成组合支撑体系。钢管柱贝雷梁支撑体系立面、纵剖而及横剖面图分别见图1、2及3。

3.1.1 主要杆件尺寸

(1)钢管：钢管直径为530 mm，壁厚1 cm；

(2)横梁：2×I50c型工字钢，长9 m；

(3)贝雷片：国产321型，单片重量为270 kg、高1.5 m、长度为2.6 m(定制)和3 m(标准)两种，下设加强弦杆；

(4)分配梁：16a型工字钢，长9 m。

3.1.2 杆件连接及固定

(1)钢管采用法兰盘连接、膨胀螺栓和φ25钢筋抱箍与排架柱固定；

(2)贝雷片采用专用插销拼装接长，相邻两组贝雷片采用连接杆加固，与横梁接触面采用钢板限位，防止其滑移和倾覆；

(3)分配梁采用U型螺杆与贝雷梁连接固定，防止其滑移和倾覆。

3.1.3 卸荷方式

贝雷梁支架体系采用砂桶卸荷，砂桶放置在钢管柱顶端中心位置，作为重要受力点承载上部荷载。

图1 钢管柱贝雷梁支撑体系立面图

图2 钢管柱贝雷梁支撑体系纵剖面图

图3 钢管柱贝雷梁支撑体系横剖面图

3.1.4 总体搭设步骤

钢管柱贝雷梁支撑体系主要利用板式基础上台阶作为支承，通过搭设钢管柱、贝雷梁等构件形成受力支撑体系。

(1)首先进行钢管柱安装，钢管柱底座与承台采用膨胀螺栓固定，每隔3 m与排架柱采用钢丝绳抱箍加固，防止其偏移和倾覆；

(2)钢管柱顶端放置120 t砂桶，采用焊接限位钢板等方式将砂桶固定，防止其偏移和倾覆；

(3)砂桶上部横向放置两根I50C横梁，横梁采用槽钢抱箍与排架柱连接，防止横梁偏移和倾覆；

(4)横梁上部纵向铺设13组贝雷梁，与横梁接触点设置限位钢板，防止其偏移；

(5)13组贝雷梁铺设完毕，按照横向60 cm间距铺设分配梁，两端若不足60 cm，则紧靠贝雷梁端头放置；

(6)完成上述杆件安装和节点加固后，即可开始进行槽身模板的安装。

3.2 拱式支撑结构渡槽支撑方案

3.2.1 支撑体系方案

对于局部存在的2连拱结合梁式排架支撑的拱式渡槽，综合考虑其结构稳定性、施工操作难度，采取钢管柱贝雷梁作主要支撑系统并于贝雷梁上架立脚手架支撑渡槽肋拱及拱以上结构。支撑体系自下而上由排架桩基础、排架柱墩、工字钢组合支撑梁、贝雷梁、工字钢上梁、高度调节方木及钢模支架、底模、侧模及支撑等结构组成。

为确保安全，贝雷梁需通过专用构件进行组合加强，并且采用10#槽钢进行横向连接，将贝雷梁连接成一个整体。下部组合工字钢支架基础采用混凝土基础，其最下方的45a工字钢与基础的预埋钢板相焊接，并且在各工字钢组合连接处的四周加三角楔形块，以加强支撑体系的抗剪能力。

3.2.2 施工程序

组合工字钢支架基础施工→吊装分配梁及贝雷梁支撑→吊装拱架贝雷片→固定贝雷片及铺设顶部工字钢→贝雷架上搭设脚手架→支架预压→铺设方木→调整模板高度及设置预拱度→分段绑扎渡槽槽身钢筋→安装槽身模板→浇筑槽身混凝土→养护待强→拆除钢模→拆除贝雷梁支撑系统。

3.2.3 贝雷架施工要点

贝雷架支撑系统在地面完成基本组装和测试，利用塔吊吊装。贝雷架支撑系统上部的分配横梁及操作平台宽9 m，在操作平台上部布置用于槽身浇筑的定型钢模板。其余施工步骤同3.1.4。贝雷架搭设完毕，在其上部根据拱支座尺寸要求搭设支撑脚手架。

4 悬挂式贝雷梁支撑方案

悬挂式贝雷梁支撑方案是利用渡槽顶梁作为受力支撑，在其上方放砂桶调节，然后通过工字钢横梁、贝雷梁、分配梁搭建形成组合支架。悬挂式贝雷梁立面见图4。

4.1 主要杆件尺寸

图4 悬挂式贝雷梁立面图

(1)横梁：4×I20b型工字钢；

(2)贝雷片：国产321型，单片重270 kg、高1.5 m、长度分2.2 m(定制)和3 m(标准)两种，上设加强弦杆；

(3)分配梁：16a型工字钢，长9 m。

4.2 杆件连接和固定

(1)贝雷片采用专用插销拼装接长，相邻两组贝雷片采用连接杆加固，与横梁接触面采用钢板限位，防止其滑移和倾覆；

(2)分配梁采用U型螺杆与贝雷梁连接固定，防止其滑移和倾覆。

4.3 卸荷方式

贝雷梁支撑体系采用砂桶卸荷，砂桶放置在顶梁上，作为重要受力点承载上部荷载。

4.4 总体搭设步骤

悬挂式贝雷梁支撑体系主要是利用渡槽排架顶梁作为支承，通过放置砂桶、搭设横梁、贝雷梁等构件形成受力支架体系。施工步骤主要包括：

(1)钢管柱顶梁放置4个80 t砂桶；

(2)砂桶上部横向放置4根I20b横梁；

(3)梁上部纵向铺设13组贝雷梁，与横梁接触点设置限位钢板，防止其偏移；

(4)13组贝雷梁放置横梁后，按照横向60 cm间距铺设分配梁，两端不足60 cm则紧靠贝雷梁端头放置；

(5)完成上述杆件安装和节点加固后，即可开始进行槽身模板的安装。

5 安全控制要点

5.1 砂桶安装安全技术要点

(1)砂桶安装前须先在实验室预压。

(2)多个砂桶卸载作业时，必须由相应多名作业人员同时进行砂桶下降工作，并确保下降速度保持同步。

5.2 横梁安装安全技术要点

(1)砂桶顶部用于安装贝雷梁的工字钢横梁必须用10 mm厚钢板焊接成整体后采用吊车吊装至砂桶顶部进行安装，人工手持撬棍配合定位；

(2)横梁在支点部位必须设置加劲板，采用1 cm厚钢板焊接，防止局部应力过大。

5.3 贝雷梁安装安全技术要点

(1)贝雷梁由3 m标准贝雷片和2.2 m定制贝雷片拼装组成，单根贝雷梁长度为13.4 m，由上、下弦杆、竖杆及斜杆扣接而成；

(2)贝雷片上、下弦杆的端部设有阴阳接头，接头上设有贝雷架连接销孔，两节贝雷架拼接时，将一节的阳头插入另一节的阴头内，对准销子孔，插上销子；

(3)弦杆由两根10号槽钢(背靠背)组合而成，在上弦杆上，焊有多块带圆孔的钢板，在上、下弦杆内设有供与加强弦杆和贝雷架连接的螺栓孔，用于拼装双层贝雷架时将螺栓或弦杆螺栓插入弦杆螺栓孔内，使贝雷架与加强弦杆连接起来；端竖杆上的支撑架孔用于安装支撑架、斜撑和联板；

(4)横梁夹具孔用于安装横梁夹具；下弦杆上设有4块横梁垫板，垫板上有栓钉，用于限定横梁的位置；

(5)单根贝雷梁在地面完成组装，人工配合吊车吊装至横梁顶部放置；根据横梁受力条件，由左向右依次将贝雷梁编号，首先进行中部贝雷梁的吊装放置，然后由中部向两侧依次对称吊装放置，防止贝雷梁在安装过程中失稳。

5.4 分配梁安装安全技术措施

分配梁采用汽车吊吊装至贝雷梁顶部，按照设计间距人工均匀摆放和固定；分配梁采用U型螺杆与贝雷梁连接牢固，交错布置。

6 结 语

该工程由于地质条件而导致渡槽结构设计皆为高大渡槽。项目部在借鉴类似工程施工方案的基础上对其进行了一定的优化和改进，通过专家评审后将其应用于高大渡槽施工，相较于常规脚手架方案，较大程度地节约了成本和工期，同时其安全、高效地保证了渡槽现浇混凝土施工，所取得的成果值得同类型情况下渡槽工程支撑施工方案制定时借鉴和参考。