贝雷梁支架在客运专线双线整孔箱梁施工中的应用

张 晓

中铁一局集团桥梁工程有限公司（401121）

新建高速铁路客运专线多采用预应力混凝土简支箱梁，截面类型为单箱单室，梁端顶、腹板及底板局部向内侧加厚。桥面总宽13.8m，梁长32.6m，计算跨度31.1m，跨中部分梁高2.8m,支点部分梁高3.0m。双线整孔箱梁体积大、自重大，对施工机械要求较高。

武广客运专线站前工程跨越江汉平原区段,属于冲积平原区，地形平坦，稻田密布，地基承载能力差。该处铁路以桥梁的形式通过冲积平原区。旅客列车设计行车速度350 km/h，线路刚度条件要求严格，成桥方式有悬灌、移动模架造桥、现浇、预制安装等方式。因为工期等诸多原因，要求成桥速度加快，现对32m预应力混凝土简支箱梁拟采用贝雷梁支架的形式进行现浇生产。采用此法可避免大面积地基处理，减少人员投入，从而提高施工速度，同时也兼顾了经济效益。

高速铁路客运专线32 m预应力混凝土简支箱梁采用C50高性能混凝土。箱梁高度为3.05 m，底板厚度为0.28～0.7m，顶板厚度为0.3～0.65m，底板宽度为5.5m，顶板宽度为13.4m，其横截面示意图如图1。

1 支架设计

跨中设置因支架变形而引起6.5 cm的反拱，其余项的预拱度值参考设计图纸，进行累加，预拱度按二次抛物线设置。

1.1 支架的结

采用贝雷梁设计的现浇支架结构简图如图2所示。

支架从上到下依次为:箱梁外模架、底模、15 cm×10 cm方木、16号工字钢、贝雷梁片（20片双层梁）、32号工字钢和直径500mm、壁厚8mm的钢管。

1.2 支架上的荷载组成

箱梁自重:在中间23.6m直线范围内，重量为23.1 t/m；在两端1.5m局部加厚段范围，重量为37.1 t/m；中间3m变截面范围内，重量从28.4 t/m变化到30.9 t/m。混凝土的密度为 2.6 ×103kg/m3。

模板荷载:按100 t考虑。

支架荷载:贝雷梁的自重按模数由MIDAS自动生成，其余部分按50 t考虑。

施工荷载:按施工规范取值。

1.3 支架计算模型及结果

用MIDAS有限元程序对支架结构进行计算,选取的力学计算模型及计算结果分别见图3和图4。

可以看出最大应力为325MPa，位于两端的竖杆处，杆件的应力满足要求。

本研究运用64排冠脉CT血管造影方法对冠状动脉的左主干（LM）、前降支（LAD）、对角支（D）、左回旋支（LCX）、钝缘支（OM）、右冠状动脉（RCA）、后降支（PDA）等血管段进行狭窄程度的检查。冠状动脉狭窄程度分级标准参考李伟等人在《CT理论与应用研究》上发表的文章[5]，具体分级方式见表3。

1.4 浇筑混凝土时桩身强度计算（以12m墩身为例）

1.4.1 桩顶荷载

贝雷梁支架在浇筑混凝土时,桩顶的荷载如表1所示。

由表1可得贝雷梁支架对群桩弯矩 1611 t·m。

1.4.2 桩身内力计算

使用桥梁博士进行桩身内力计算，分析如下:

按群桩分析，且计算类别为多排弹性基础。外力P=20764.000 k,H＝0.000 k,M＝16110.000 k-m。基底不嵌入岩石层。桩排信息如表2。

表1 桩顶荷载计算表

表2 桩排信息

承台刚度信息为:

1）竖向位移时，桩顶竖向反力合计 ＝12320MN；

2）水平位移时，桩顶水平反力合计 ＝1410 MN；

3）水平位移时，桩顶反弯矩合计 ＝-4311MN-m；

4）转角时,桩柱顶反弯矩合计 ＝108000 MN-m。

承台位移计算结果为承台竖向位移0.0017m,水平位移0.0005m，转角位移0.0002弧度,各单桩桩顶内力及地面处的内力如表3。

表3 桩顶内力(kN,m)

计算结果为:

1）地面处桩柱弯矩:M0175.3 kN-m；

2）桩柱顶弯矩:Ma＝175.3 kN-m。

地面处桩柱变位:水平位移0.0005m,转角-0.0002弧度

桩柱底弯矩经过计算，得知桩身最大弯矩M＝175.3kN·m，竖向压力 N1＝1 901.7 kN，N2＝3 289.3 kN。

1.4.3桩身强度验算

1）当 M＝175.3 kN·m，N＝1 901.7 kN 时:

已知:桩径 d＝1.5m，C25混凝土，Ⅰ级钢筋，纵向钢筋面积 As＝7437m2，fcd＝11.5 MPa，fsd＝195 MPa as＝70 mm； 验算:桩身是否安全（按圆形偏心受压构件进行计算）。

由以上计算可得出12m高墩身处用贝雷梁支架浇筑梁体混凝土时桩身是安全的。同理，可以算出7.5m高墩身处用贝雷梁支架浇筑梁体混凝土时桩身也是安全的。

2 结束语

通过计算，可以得出，7.5 m及12m高墩身处用贝雷梁支架浇筑梁体混凝土时,贝雷梁支架杆件的应力均满足要求，同时桩身安全。施工实践证明,该设计经济合理，且保证了施工安全与质量,为贝雷梁在高速铁路建设中的推广使用提供了经验。

[1]TB 10002.1-2005，铁路桥涵设计基本规范[S]

[2]TB 10002.2-2005，铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[S]

[3]TB 10002.5-2005，铁路桥涵地基和基础设计规范[S]

[4]TB 10002.2-99，铁路桥梁钢结构设计规范[S]