贝雷片承重变形分析
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【摘要】 本文结合实际工程中用贝雷片搭设大型盖梁支架的使用情况，通过对支架的受力和变形的计算以及与实际数据的比较，从而得出产生贝雷片变形的几方面原因以及如何避免贝雷片的变形采取的一些措施。
【关键词】贝雷片支架；变形；计算；措施
中图分类号：S605+.2文献标识码： A
一、工程实际情况
四川省棋盘关（陕川界）至广元公路是二连浩特至河口国道主干线（GZ40）和北京至昆明国家高速公路四川境的最北段，接陕西境内在建的宁强至棋盘关高速公路，位于本标段内楼房沟特大桥的52#～55#盖梁为跨二专路大型盖梁，由于上跨二专路且净空较小，而该二专路又是四川连接西北、华北与西南地区的重要枢纽和进出川的唯一通道，所以该路段车流量非常之大，隔三差五就出现堵车情况，经过项目领导和技术组的讨论，决定在此段的盖梁施工采用没有附加支撑体系的拼装贝雷片梁，一方面减少了安全隐患，增高了安全系数；另一方面贝雷片的受力相对合理，适合大跨径均布荷载。
二、支架搭设方案
跨二专路的盖梁支撑体系采用剪力销配合贝雷片安装。贝雷片采用双层加强弦杆，在老108国道上进行组装，组装完毕后，对二专线进行交通管制，用50t吊车在二专路一侧吊起安装贝雷片，贝雷片安装在直径为14cm、长380cm的钢棒上，钢棒两边用特制加宽小抱箍抱住钢棒，再用对拉螺杆拉住贝雷片，防止贝雷片不稳定，贝雷片上放置纵向12工字钢长4m间距为30cm，再工字钢上放置15×10cm的方木长6m间距12cm，方木上方安装2.5cm厚的竹胶板底模。因为盖梁底面宽1.5m，两侧多出2.5m铺上竹胶板作为工人操作平台，用白色的防护网将贝雷片梁下方整个包裹起来，并在操作平台两侧搭设2米高护栏网防止高空坠物。
三、变形及沉降分析
影响支架变形及沉降的主要因素有：① 支架在荷载作用下的弹性压缩;② 沙筒在荷载作用下的非弹性压缩；③ 贝雷片的安装过程中构件间的间隙造成的沉降。
由于变形及沉降最大发生在1#墩和2#墩之间的跨中，因此，只对1#和2#墩之间的跨中的沉降及变形进行预测。支架在荷载作用下的弹性压缩，即为主梁在此处的最大挠度，选取四排中的最不利一排55#盖梁支撑体系作为计算模型：
1、荷载计算
1)盖梁设计为C40钢筋预应力混凝土139.1m3，取盖梁容重26kN/ m3,盖梁混凝土的重力：G砼=139.1*26=3616.6KN 。
2)钢筋、钢绞线设计为：G钢筋=196KN。
3)模板，工字钢、方木及贝雷片：G模=288.5KN+176.8KN=465.3KN。
4)施工人员、施工材料和振捣荷载：
G施=1*33.95*1.5+2*33.95*1.5=152.8KN。
5)总荷载G=G砼+G钢筋+G模+G施=4430.7KN。
6)均布荷载q=G/L=130.5KN/m。
2、弯矩和内力计算
1)建立计算模型
按均布荷载计算：
2)计算弯矩
分配系数N23=3/11.9/(3/11.9+3/16.5)=0.581
N21=3/16.5/(3/11.9+3/16.5)=0.419
将2#固定后得：M21’=ql2/8=130.5*16.52/8=4441.1Mpa
M23’=-ql2/8=130.5*11.92/8=-2310Mpa
分配弯矩：M23=-(M21+M23)*0.581=-1238.2Mpa
M1=-ql2/2=-261Mpa
M2=-2310-1238.2=-3548.2Mpa
M3=-ql2/2=-819.2Mpa
查结构计算手册
跨中16.5m段内最大弯矩=2599.7Mpa，11.9m段内最大弯矩=52.5Mpa
3）计算剪力
Q1左=ql=130.5*2=261KN，查表Q1右=-0.5563*130.5*11.9=-863.9KN。
Q2左=0.8337*130.5*11.9=1294.7KN，Q2右=-0.6929*130.5*11.9=-1076KN。
Q3左=ql=0.3071*130.5*11.9=476.9KN，Q3右=-130.5*3.55=-463.3KN。
3、验证托架稳定性
1)剪力销验证
q剪=1294.7/0.5/2=1294.7KN/m
M剪=-ql2/2=-161.8Mpa＜[σ]＝170MPa，安全系数为1.06
Q剪=1294.7/2/(3.14*0.072)=42.1 MPa＜[τ]=100MPa，安全系数为3.37
2)贝雷片验证
Mmax=3548.2Mpa＜4[σ]＝6240MPa，安全系数为1.76
Qmax=1294.7KN＞4[τ]＝980KN
所以在原有两排贝雷片的基础上，在剪力不符合要求的位置增加一排贝雷片，以提高贝雷片的抗剪强度。
Qmax=1294.7KN＜6[τ]＝1470KN，安全系数为1.14
3)计算跨中挠度
E=2.1*105Mpa,I=4*1154868.8cm4
fmax=5ql4/384EI=1.29cm＜1650/400=4.1cm，符合要求。
4、变形沉降量分析
沙筒在荷载作用下的非弹性压缩，对于该压缩量没有可参考的文献，在此根据经验判断取δ1=5mm。
在考虑该支架的总体变形中，认为支架在荷载作用下的非弹性压缩δ1是整个平行下降的，所以由跨中向两侧分配时，仅将fmax按二次抛物线进行，抛物线方程为：
δx=[4・δ・X・(L-X)]/L2
其中：δx――距左支点x的沉降变形值；
X――距左支点的距离；
L――此跨长；
δ――跨中沉降变形值，此处为fmax。
根据上述计算内容，贝雷片支架在此最大跨各点沉降变形预计值详见表1。
表1各点沉降变形预测值
X(m) 0 1.5 3 4.5 6 7.5 8.25 9 10.5 12 13.5 15 16.5
Y(mm) 5 9.3 12.7 15.2 16.9 17.8 17.9 17.8 16.9 15.2 12.7 9.3 5
5、沉降变形实测值
测点布置情况见图1，观测值详见表2。
图1沉降变形测点分布图（mm）
表2各个观测点实测沉降值（mm）
测点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
实测 3 3 14 16 23 25 15 17 4 5
对照表1和表2，在跨中最大变形沉降为25mm，预测值为17.9mm。二者相差7.1mm，而在支点处与预测值相差不大。说明贝雷片构件间间隙的存在也会影响到支架的一定沉降，导致跨中挠度加大。因此，对于类似的贝雷片支架，一定要注意尽量消除构件间的间隙，从而减小对支架变形沉降的影响。
四、结语
对于上述采用贝雷片作为主梁的支撑体系，一方面要对支架的受力进行分析，保证各项指标都满足支架材料承重要求，另一方面要引起对贝雷片构件间间隙的产生对支架沉降变形造成的影响的重视，尤其是经过多次使用而不注重保养的贝雷片，有可能经过长时间的锈蚀或者损坏而使构件间隙变大，如果不考虑这方面的影响，最终将会给工程的施工埋下不可估计的隐患。