贝雷梁反吊支架的应用

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摘要：利用贝雷梁、方钢、精扎螺纹钢组成的支架将需要支护电缆沟吊起，保证电缆沟主体及电缆沟内部电缆接头的安全。

关键词：贝雷梁支护电缆

Abstract: Bailey beam, square steel, precision tie rebar stent will need to support the cable trench to lift, to ensure the safety of the main cable trench and cable trench internal cable connectors.

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名词

Bridge

Keywords:Bailey beam ;supportProduce ;cable

中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）03-0020-02

一、工程概况

历山北路桥南水北调箱涵工程位于济南市历山北路桥北侧，箱涵南侧距北侧桥台7.0米，横穿历山北路，全长165米，共分11节，每节15m，箱涵基坑挖深达16.0m。工程内容包括历山北路桥南水北调箱涵、道路管线拆除及恢复。

历山北路电力沟位于快车道中间位置，内径为2.0m*2.1m整体现浇钢筋砼结构形式，电力沟覆土1.2米，现已投入使用，内含3回110KV高压电缆，3回10KV电缆，并在开挖范围内有三个110KV的高压电缆接头。根据供电局要求开挖范围内不允许有任何方向的位移。

二、方案选择

1、施工前编制的施工方案为将原电缆沟拆除后，将电缆摆放于木方上，木方横担在贝雷梁下部。南水北调箱涵施工完成后，首先恢复电缆沟，将原电缆线固定于原位置后，将贝雷梁拆除。进入现场后经调查电缆沟开挖范围内有3个110KV电缆接头，经与供电局沟通，电缆接头开挖范围内不允许有任何移动。故此方案不可行。

2、又考虑采用电缆沟下横担工字钢，工字钢放于贝雷梁下部。并在南水北调箱涵两侧各施工两颗￠1200砼灌注桩，桩顶施工高1米的盖梁，将贝雷梁平放于盖梁上。电缆沟底与南水北调箱涵顶净距0.3~0.7m，无法满足盖梁、贝雷梁及工字钢的累计高差1.5米。此方案不可行。

3、经与供电局、相关专家讨论后，采用贝雷梁反吊法进行电缆沟的支护。利用贝雷梁将电缆沟整体进行吊设，并施加一定的预应力保证电缆在吊设工程中不发生沉降。并经专家论证后的具体方案为：打设八颗￠1200砼灌注桩，桩顶利用4根56#工字钢作为横梁，横梁上均匀摆放单层6排贝雷梁，贝雷梁上横向摆放加工的方钢（间距40cm),电缆沟下利用机械及人工横穿方钢，利用￠25的精扎螺纹钢将上下方钢连接，并施加预应力将电缆沟吊起。

三、采用的新工艺

1、首次采用精扎螺纹钢进行吊设，替代了原方案的钢丝绳，精扎螺纹钢具有操作方便、强度高、易于悬吊等特点。

2、利用方钢替代工字钢，原方案为两工字钢焊接，中间留有空隙进行悬吊。方钢具有结构整体性能好、易于加工、减少成本、并可重复使用。

3、利用公司现有的56#工字钢作为贝雷梁下部的横梁，替代原设计的冠梁，减少了施工时间，同时减少了施工成本。

4、首次利用贝雷梁形成反吊支架对电缆沟进行吊设，电缆沟自重达6.0-7.8T/m，电缆沟跨度达36米并且内部有三个110KV的超高压电缆接头，不允许有任何沉降。

四、电力沟支护验算

1、电力沟概况：

电力沟外到外尺寸为宽*高=2.5*2.7米，底板、侧墙、顶板厚0.25米；砼为C30。底板配筋：顺向：Ф10@200，横向：底层Ф18@200，上层：18@200；顶板配筋：顺向：Ф10@200，横向：底层Ф18@200，上层：18@200；侧墙：顺向Ф10@200，横向：外层Ф18@200，内侧：12@200电力沟在接近桥北侧时为保证电缆从桥中通过，高度加高，最高处加高1.5米，加宽段长度9米。

2、荷载：

a.正常段

电力沟每延米自重：G1=（2.5*2.7-2.2*2）*25=58.75KN

沟内电缆及支架等：G2=11.25KN

总 重：G=G1+G2=70KN

b.加高段

电力沟每延米自重：G1=（2.5*4.2-3.7*2）*25=77.5KN

沟内电缆及支架等：G2=11.25KN

总 重： G=G1+G2=89KN

方钢200*200*5每延米自重： g1=30.62Kg/m

Ф25精轧螺纹钢每延米自重 g2=3.85Kg/m

贝雷梁每延米重280Kg/m；

3、支撑方案见详图：

4、结构验算：

（1）方钢：

依据支护方案底板处支撑方钢间距40cm；方钢沿电力沟顺向每延米布置2.5根，底部方钢每根承受荷载（取加高段计算）q1=89/2.5=35.6KN；

Ф25精轧螺纹钢横向间距l=3m，

取设计荷载为q=1.2 (q1+g1)/3=12KN/m；

或P=36KN

Ф25精轧螺纹钢横向间距l=3m；长度L=6m

方钢抗弯惯矩I=2473.25cm4

方钢弹性模量E=206000MPa

按均布荷载验算方钢挠度fc=5ql４/(384EI)=2.5mm

按集中力验算：方钢挠度fc=Pl３/(48EI)=4.0mm

顶部方钢置于贝雷片上，贝雷片间距80cm，方钢跨径较小，挠度很小，不必验算。

（2）精轧螺纹钢：

Ф25精轧螺纹钢应力：σ=P/2A=38MPa；

Ф25精轧螺纹钢伸长量l=σL/E（可忽略）；仅考虑螺母变形量。

因加高段槽钢、及螺纹钢应力及变形较小，正常段不必验算。

（3）贝雷梁：

贝雷梁置于工字钢之上，按铰接计算，计算跨径Lg=10m；每跨布置6片，每片梁顶部（方钢放置处）承受荷载：f =（P+2*6*g2+(6+3）*g1)/7=5.3KN；

考虑到施工误差，支撑不均匀，按均布载考虑，贝雷片每延米荷载：Q=（1.2f）/0.4+2.8=18.7KN/m；

贝雷片桁片抗弯惯矩Ig=250500 cm4；

贝雷片挠度fg=5QLg４/(384EIg)=4.7mm

（4）工字钢（中间跨）：

4根工字钢每延米重g3=106*4*10/1000=4.24KN；

贝雷梁共计7片，跨径10m；

工字钢所受荷载：

Qz=（18.7*10*7+4.24）=1313.24KN

按均布载计算(安全考虑)

q=1.2Q/6=262.648KN/m.

工字钢抗弯惯矩I=65590*4+135*（16.62+8.32）*2=355361.5cm4

方钢弹性模量E=206000MPa

按均布荷载验算方钢挠度fc=5ql４/(384EI)=6mm

按集中力验算：方钢挠度fc=Pl３/(48EI)=8.0mm

（5）桩基：

桩基采用D1200，桩受的荷载主要为盖梁自重、盖梁固结处弯矩产生力，计算单桩承载力：1000KN；桩长20米。配筋：主筋置25Ф25；螺旋筋Ф10@100/200,；加强筋Ф25@2米。槽处沟槽开挖深度达10米，桩外露10米，沟槽中桩基采用30米桩基。

五、总体施工方案

1、结合现场实际，施工期间对电力沟保护采用单层六排贝雷梁对电缆沟进行吊设，基础采用D1200灌注桩及56#工字钢梁相结合的方式。施工时首先进行D1200灌注桩的施工，灌注桩共布设8颗，分别布设在电力沟东西两侧净距0.5米处。电力沟底部以上部分采用砼现浇的方式。每颗柱上面放置0.9*0.9*1.5钢板，用于工字钢固定。由于道路有纵坡，南侧贝雷片放在P0桥台上，为保证贝雷片的平整，所有桩基上口高程根据P0桥台高程设置。

2、灌注桩上面共布设16根56工字钢，4根工字钢并排焊接连成一个整体。并与现浇砼柱预埋钢板焊接。保证四排钢梁与桥台处的高程在同一直线上，用水准仪进行检测。

3、安装前首先根据贝雷片的尺寸来确定螺栓的位置，位置确定好以后用150T吊车把事先组装好的贝雷片进行吊装，同时用螺栓固定好贝雷片，贝雷片一组一组的吊装，净间距为0.5米，最外侧贝雷片中到工字钢边缘距离为0.8米。贝雷片之间通过0.5*1.0连接件来连接以增加贝雷片整体的稳定。

4、工字钢梁焊接找平施工完成后进行贝雷梁的吊装，贝雷梁吊装前在地面平整的场地进行预拼装。拼装后贝雷梁形成了单层三排长36米整体，由于重量达10余吨，采用150T吊车进行吊装。在吊装过程中确保贝雷梁与钢梁中间不出现缝隙，如有悬空情况出现，采用补焊钢板的方式进行找平、垫平。并保证贝雷梁按照预先画好的位置放好，确保方钢、精轧螺纹钢能够按照方案位置进行安装。

5、贝雷梁安装完成后进行沟槽土方的开挖。开挖时首先用小型挖掘机油锤进行电缆沟垫层以下土体的开挖，然后人工在电缆沟东西两侧分2米一段进行垫层下部土体的开挖，人工将电力沟底板以下部分清理平整，以确保方钢与电缆沟平整接触，方钢受力均匀。剩余各段采用人工挖土放方钢的方式，开挖深度只要能将200*200*5方钢塞入电缆沟底就可以，防止开挖深度较大引起电缆沟变形。在安装前要把上下对应的两个200*200*5方钢进行拼装。贝雷片上面的方钢选用长4米方钢，下面的方钢长3米，上下方钢间距均为0.4米，上下两层方钢通过Ф25预应力精轧螺纹钢进行连接.安装上Ф25预应力精轧螺纹钢后进行特制的加长扳手进行紧固，预先对电力沟施加应力避免整体悬空后出现下沉。并有扭力扳手对精轧螺纹钢的受力进行检测。

6、所有的Ф25预应力精轧螺纹钢张拉完成后进行电缆沟下面土体的大开挖。在开挖过程中注意对电缆沟支架的保护。

六、关键部位监测

为保证基坑在开挖暴露期间的安全，保证电缆沟正常使用，根据我公司的施工经验，结合济南地区一般的做法，本工程基坑支护监测内容有基坑坡顶水平位移和坡顶沉降，周围建筑物、构筑物外观记录、周围管线观察等。通过监测取得数据，指导基坑工程施工安全。定期观察喷锚网砼是否有裂缝，锚头是否位移变形。

七、结语

本工程施工方案的成功实施，证明了贝雷梁吊设电缆沟的可行性，也为以后类似工程提供了施工依据。电缆沟自重6.0t-7.8t/m，电缆沟吊设长度36米，共分3跨，单跨跨径达10米。由于电缆沟内有110KV接头，不允许有任何沉降，故减小了跨度。经计算，增加贝雷梁排数，可适当加大吊设跨度，减少桩基数量。

通过本施工方案，克服了深基坑下现状构筑物的施工障碍，为施工提供安全保障，增加了克服困难的信心。

参考文献

[1] JTG D60―2004，《公路桥涵设计通用规范》[S]，2004.

[2] JTG/T F50－2011，《公路桥涵施工技术规范》[S]，2011.

[3] GB50017-2003，《钢结构设计规范》[S]，2003.

[4]《桥梁施工常用数据手册》[M]，人民交通出版社，2008.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。