分析貝雷架在大跨徑拱橋施工中的應用

白青毅

(貴州路橋集團有限公司)

分析貝雷架在大跨徑拱橋施工中的應用

白青毅

(貴州路橋集團有限公司)

貝雷架在大跨徑拱橋施工中的應用，不僅大大提高了拱橋的施工效率，而且非常的經濟，大大縮短了拱橋施工的工期。先是對工程概況進行了概述，又詳細闡述了拱橋施工方案，最后分析介紹了貝雷架設計和施工的關鍵技術。

分析;貝雷架;大跨徑拱橋;施工;應用

我國地域遼闊，地形條件極為復雜，存在著很多的山區地區，深溝峽谷也較多，為了推動當地經濟的發展，將山區更好的與外界聯系在一起，就需要進行公路的施工建設，復雜的地形條件就增加了公路施工的難度，需要在之中進行橋梁的架設，充分考慮公路施工資金成本的投入以及橋梁工程美觀，橋梁多是以拱橋為主，而在拱橋的施工建設過程中，砌筑拱圈時，底模是必不可少的工藝，因此施工人員要特別注意拱架樣式的選擇，以保證拱橋的施工質量。在大跨徑拱橋的施工建設過程中，需要很大的資金成本投入，且對于建筑材料的消耗也極為嚴重，施工時間也長，不管是從經濟上還是從時間上進行考慮，都不太適合。貝雷架在大跨徑拱橋施工中的應用，不僅大大節省了建筑材料，減少了資金成本的投入，而且還能夠抵抗洪水和季節等不良因素的影響，被廣泛的應用于我國的大跨徑拱橋施工中。

1 工程概況

在某公路的施工過程中，需要跨越一條大河，在拱橋的設計過程中橋高在49.6 m左右，橋寬8 m左右，而拱橋的長度已經超過了百米是105 m，將拱橋的初步荷載設計為汽車20級，掛車是100級，拱橋的形狀選擇為變截面拱橋，空洞長度為85 m，拱橋的主拱圈厚度是1.6 m和2.18 m，這分別是拱頂和拱腳位置的拱圈厚度，變化系數嚴格控制在0.5左右，拱橋所具備的拱軸系數要控制在2.24，跨越比例控制在1∶5，在對拱橋的主拱圈進行施工時，需要使用的是C35混凝土，強度要達到60 MPa以上，拱橋兩側的橋頭要存在著30 cm左右的混凝土等級為C30的水頭，在拱橋的主拱圈施工過程中應用貝雷架，大大縮短了拱橋的施工工期，節省了資金成本和建筑材料。對拱橋施工的有關數據進行分析發現，拱橋的主拱圈在施工的過程中，橫向上發生偏離最嚴重的區域在19 mm左右，而下撓最大的達到了95 mm，但是都在拱橋施工允許的范圍內。

2 拱橋施工方案

2.1 貝雷架方案的確定

在拱橋拱架方案選擇的過程中，將幾種拱架類型進行了分析比較，分別是疊合木拱架、貝雷鋼拱架、滿堂式木拱架以及桁架式木拱架等，分別從經濟、技術等多個方面進行了比較，如果使用木支架的話，不現實，因為拱橋高、重量和跨度都大，需要消耗的木材量也多，經過粗略的計算在1 298 m3左右，且安全性能低，且我國已經有在拱橋施工中使用貝雷架成功的案例在，有施工經驗可以借鑒，更何況貝雷架所需的資金成本非常低，還可以進行租，就有效的降低了拱橋施工所需的資金成本投入。經過公證人員反復的比對之后，貝雷架方案是最理想的拱橋施工方案。

2.2 貝雷架的設計

貝雷架的梁高是固定的，很小只有1.5 m，且所具備的剛度也很有限，因此在貝雷架的設計過程中，將無中間支撐的貝雷架和斜拉貝雷架進行了對比，發現斜拉貝雷架能夠有效提高貝雷架所具備的抗彎剛度，如果在貝雷架使用的過程中遇到不對稱的荷載的話，斜拉貝雷架能夠對貝雷架的變形進行有效控制，但是對鋼索的張拉提出了很高的要求，在鋼索的斜拉過程中需要借助專業的機械設備，并使用大噸位的地錨，以保證斜拉貝雷架的穩定性;而無中間支撐的貝雷架在提高承載問題時，只需要增加貝雷架的片數即可，能夠限制貝雷架的變形，又不需要專業機械設備的幫助，且操作方便，工藝簡單，因此選擇使用無中間支撐的貝雷架進行拱橋的施工。

3 貝雷架設計和施工的關鍵技術

3.1 貝雷架的設計

(1)貝雷架受力分析

在施工橋的施工過程中存在著活栽與恒栽兩種荷載力都施加在貝雷架上，且貝雷架在使用的過程中沒有發生位移，根據實際情況可以將拱橋的拱圈和貝雷架的拱架都分成節段，且活栽與恒栽兩種荷載力都施加拱架節段的中心位置。

(2)貝雷架的荷載計算

①恒載

貝雷架所承受的恒栽中主要包括三個方面:橫向聯接桿自身的重量、貝雷架自身的重量以及模板的重量。可以根據拱橋的寬度、貝雷架中橫向布置的貝雷架數量進行計算，還要從模板的重量進行考慮，拱橋中模板的重量包括很多方面，例如:衡量、木楔、夾板以及弓形木等。

②活載

貝雷架上所承受的活栽具有很大的可變性，包括多個方面:施工人員的重量、機械設備的重量、風力等。

3.2 貝雷架的施工要點

在主拱圈的施工過程中，要注意荷載施加的對稱性和均勻性，并在貝雷架制作的過程中要分別在上弦桿頂面和下拉桿地面進行鋼板的焊貼，大小控制在100×10 mm左右，以提高貝雷架所具備的剛度;在貝雷架上的縱向制作中，要注意放大樣1∶1的使用，并將直線階段的長度嚴格控制在6 cm，通過8號槽鋼或者是6.3的角鋼來形成貝雷架上的橫向聯系，將其與貝雷架中的貝雷梁相連接，從而提高貝雷架的穩定性和整體的受力能力，用螺栓擰緊。一般情況下，在貝雷架中扣索的制作過程中，通常都是使用截面是L/4和L/8進行，能夠對貝雷架的變形有效控制。

3.3 主拱圈的施工的關鍵點

在主拱圈施工的過程中，要將厚度嚴格控制在40～60 cm這個范圍內，不僅有利于挑選建筑材料的進行，而且還能夠減輕貝雷架所承擔的荷載;一般情況下，在進行主拱圈的施工時，都是先進性中間帶的砌筑，寬度要嚴格控制在3.0 m，并在中間帶施工完成之后，對其進行維護，在中間帶的混凝土強度占到設計強度的比例大于70%時，才能夠進行下一帶的砌筑，以保證主拱圈施工的順利進行。在主拱圈施工的過程中需要進行數據的監測，以調整荷載加載的力度和方案，以保證貝雷架受力和變形的均勻性和對稱性。

3.4 貝雷架豎向撓度的計算

貝雷架在拱橋施工過程中應用時，會出現變形，貝雷架的變形不只受到荷載的影響，還受到溫度、濕度等環境因素的影響。而拱圈在施工過程中也會出現不同程度的下沉變形。一是拱圈自身重量帶來的彈性撓度;二是溫度影響拱圈而出現的彈性變形;三是由于某一部分發生位移而給拱圈帶來了彈性變形;四是混凝土收縮而產生的拱圈彈性變形等。對拱圈施工過程中的影響因素進行綜合考慮之后，拱圈在豎向撓度的數值要嚴格控制在14.9 cm左右。

根據拱圈的豎向撓度值，可以使用二次拋物線方程來進行貝雷架預拱度的計算，為15 cm。

4 結語

貝雷架在大跨徑拱橋施工中的應用，不僅減少了資金成本的投入，而且還有效降低了建筑材料的消耗，在拱橋的施工過程中，可以整體平移進行下一段的施工，不用進行重新的搭建，加快了拱橋的施工速度，提高了拱橋建設的經濟效益和社會效益。貝雷架具備良好的剛度和整體性，且重量輕，在我國拱橋施工過程中獲得了廣泛的應用。

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2013-12-17