阅读说明：本技术 一种新型装配式高抗剪贝雷托架及其施工方法 (Novel assembly type high-shear-resistance bailey bracket and construction method thereof ) 是由 成文 刘武 徐厚生 周立新 陆生华 陈启平 戈铭 孙凯 汪婷 于 2019-07-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型装配式高抗剪贝雷托架及其施工方法,高抗剪贝雷托架固定于混凝土墩身上,若干根对拉螺杆组成一组螺杆固定体,若干组螺杆固定体预埋在墩身的混凝土内,且每组组螺杆固定体的两侧末端均伸出墩身外侧,在每组螺杆固定体的两端分别固定一个锚板,四块高抗剪贝雷片并列布置并形成一个贝雷组,贝雷组竖直设置在墩身的外侧,且每个贝雷组的上下两端对应与一个锚板固定连接。本发明适用于各类悬臂浇筑梁桥的0#块施工,尤其在高墩、水上作业或地势陡峭、地基软弱、施工工期紧、预压资源匮乏等情况下,具有广泛的适用性,施工安全、质量可靠、费用低、速度快、拓展应用广,实用性强、节约预压成本缩短预压周期。(The invention discloses a novel assembly type high-shear-resistance bailey bracket and a construction method thereof. The method is suitable for construction of 0# blocks of various cantilever pouring beam bridges, and particularly has wide applicability under the conditions of high piers, water operation or steep terrain, soft foundation, short construction period, lack of prepressing resources and the like, and has the advantages of safe construction, reliable quality, low cost, high speed, wide expansion and application range, strong practicability, prepressing cost saving and prepressing period shortening.)

一种新型装配式高抗剪贝雷托架及其施工方法

技术领域：

本发明涉及一种新型装配式高抗剪贝雷托架及其施工方法。

背景技术：

大跨径的变截面连续梁桥和刚构桥一般采用悬臂浇筑法进行施工，其中0#块是悬臂浇筑施工的中心块件同时又是体系转换时的控制构件，是悬臂施工中一个非常重要的阶段，也是施工中的一个难点。

0#块单体施工高度最高、一次性砼浇注方量最多，为高空大体积混凝土作业，距离地面或水面高度大，结构复杂技术难度大，常用施工方法为墩旁牛腿托架法和钢管落地支架法。

传统型墩旁牛腿托架和钢管落地支架具有安装、预压困难、材料损耗大，仅能一次使用、摊销的缺点。

发明内容

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本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种新型装配式高抗剪贝雷托架及其施工方法，本发明克服了传统型钢牛腿托架安装、预压困难、材料损耗大，仅能一次使用、摊销的缺点。

本发明所采用的技术方案有：

一种新型装配式高抗剪贝雷托架施工方法，包括如下步骤：

1)锚板预埋：架设墩身模板并形成用于墩身成型的模具框架，在模具框架中相互平行的两墩身模板上均开若干组安装孔，每组安装孔包括两个上下布置的孔体，在每个孔体内均设置一个锚板，且锚板中面板的内外侧面与墩身模板的内外侧面相齐平，在两所述墩身模板上相对位置处的两个锚板上穿接若干对拉螺杆，在对拉螺杆上螺纹连接螺母并将锚板固定，向模具框架内浇筑混凝土并使得对拉螺杆与墩身混凝土紧密结合；

2)安装高抗剪贝雷片：拆除墩身模板并露出凝固成型的墩身，四块高抗剪贝雷片并列布置并形成一个贝雷组，在每组安装孔中的两个所述孔体之间布置一个贝雷组，且每个贝雷组的上下两端对应通过贝雷销固定于锚板上，所述每块墩身模板上的贝雷组形成施工托架平台；

3)施工托架平台的受力检测：若干个高抗剪贝雷片并列布置并形成一个反压贝雷组，反压贝雷组固定于墩身的墩顶，在反压贝雷组的下端面以及贝雷组的上端面均固定测试垫梁，并在上、下两所述测试垫梁之间设置液压油顶，利用液压油顶加压顶升，在反压贝雷组的临空限制下，液压油顶的油缸伸长后并下压施工托架平台，继而模拟0# 块单体施工时施工托架平台的实际受力情况，并测量出施工托架平台的变形参数，检验施工托架平台的稳定性与承载力以达到预压的目的；

4)安装横梁、纵梁与底模：拆除反压贝雷组、测试垫梁以及液压油顶，并在每块所述墩身模板的贝雷组上端面上依次固定安装横梁和纵梁，且纵梁倾斜设置，底模固定于纵梁上；

5)0#块单体施工以及施工托架平台拆除：在底模上进行0#块单体的施工，完成0#块单体成型施工后，先拆除横梁、纵梁与底模，然后打出贝雷销，吊出贝雷组，松开对拉螺杆上的螺母并吊出锚板，最后采用高标号水泥砂浆将留下的槽孔封闭。

进一步地，所述锚板包括上锚板与下锚板，所述上锚板与下锚板均包括一本体，所述本体包括面板、耳板和凸榫，在面板的外侧端面上焊接八个耳板，耳板竖直设置，且每两个为一组，每组的两个耳板之间固定一块高抗剪贝雷片，在每个耳板上设有固定销孔，凸榫焊接在面板的内侧面上。

进一步地，所述面板设有若干固定孔，面板安装于墩身模板后，面板的内外面侧面对应与墩身模板的内外侧面相齐平，对拉螺杆穿设于所述固定孔内，墩身模板内浇筑混凝土后，凸榫与墩身混凝土紧密结合。

进一步地，所述凸榫的长度小于40mm。

进一步地，所述高抗剪贝雷片包括上弦杆、下弦杆、竖杆和腹杆，所述上弦杆与下弦杆相互平行设置，若干根腹杆竖直焊接于上弦杆与下弦杆之间，在上弦杆与竖杆之间以及下弦杆与竖杆之间均焊接若干根倾斜布置的腹杆，在上弦杆的两端以及下弦杆的两端均设有用于插接贝雷销的锁口。

进一步地，所述横梁上方焊接有垫梁和楔块，纵梁对应焊接于垫梁和楔块上，垫梁与楔块使得纵梁倾斜设置。

本发明还提供一种新型装配式高抗剪贝雷托架，所述高抗剪贝雷托架固定于混凝土墩身上，包括锚板、对拉螺杆、高抗剪贝雷片、横梁、纵梁和底模，若干根对拉螺杆组成一组螺杆固定体，若干组螺杆固定体预埋在墩身的混凝土内，且每组组螺杆固定体的两侧末端均伸出墩身外侧，在每组螺杆固定体的两端分别固定一个锚板，四块高抗剪贝雷片并列布置并形成一个贝雷组，贝雷组竖直设置在墩身的外侧，且每个贝雷组的上下两端对应与一个锚板固定连接，所述横梁和纵梁固定连接在贝雷组的上端面上，且纵梁倾斜设置，底模固定于纵梁上。

进一步地，所述锚板包括上锚板与下锚板，所述上锚板与下锚板均包括一本体，所述本体包括面板、耳板和凸榫，在面板的外侧端面上焊接八个耳板，耳板竖直设置，且每两个为一组，每组的两个耳板之间固定一块高抗剪贝雷片，在每个耳板上设有固定销孔，凸榫焊接在面板的内侧面上。

进一步地，所述面板设有若干固定孔，对拉螺杆穿设于所述固定孔内，凸榫预埋在墩身的混凝土内，并与墩身紧固成型，凸榫的长度小于40mm。

进一步地，所述高抗剪贝雷片包括上弦杆、下弦杆、竖杆和腹杆，所述上弦杆与下弦杆相互平行设置，若干根腹杆竖直焊接于上弦杆与下弦杆之间，在上弦杆与竖杆之间以及下弦杆与竖杆之间均焊接若干根倾斜布置的腹杆，在上弦杆的两端以及下弦杆的两端均设有锁口。

本发明具有如下有益效果：

本发明适用于各类悬臂浇筑梁桥的0#块施工，尤其在高墩、水上作业或地势陡峭、地基软弱、施工工期紧、预压资源匮乏等情况下，具有广泛的适用性，施工安全、质量可靠、费用低、速度快、拓展应用广，实用性强、节约预压成本缩短预压周期。

附图说明：

图1和图2为本发明的结构图。

图3为本发明的施工流程图。

图4和图5为本发明施工过程中施工托架平台的受力检测图。

图6和图7为本发明的上锚板的结构图。

图8为上锚板的在墩身上的结构图。

图9和图10为本发明的下锚板的结构图。

图11为下锚板的在墩身上的结构图。

图12为本发明中的贝雷组与上、下锚板上的安装结构图。

图13为本发明中高抗剪贝雷片的结构图。

具体实施方式

：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1和图2，本发明一种新型装配式高抗剪贝雷托架，高抗剪贝雷托架固定于混凝土墩身上，包括锚板11、对拉螺杆12、高抗剪贝雷片21、横梁31、纵梁32和底模 41，若干根对拉螺杆12组成一组螺杆固定体，若干组螺杆固定体预埋在墩身的混凝土内，且每组组螺杆固定体的两侧末端均伸出墩身外侧，在每组螺杆固定体的两端分别固定一个锚板11，四块高抗剪贝雷片21并列布置并形成一个贝雷组2，贝雷组2竖直设置在墩身的外侧，且每个贝雷组2的上下两端对应与一个锚板11固定连接，横梁31和纵梁32固定连接在贝雷组2的上端面上，且纵梁32倾斜设置，底模41固定于纵梁32 上。

结合图3，以下对本发明的装配式高抗剪贝雷托架的施工方法进行详细描述：

步骤1)锚板预埋：

架设墩身模板并形成用于墩身成型的模具框架，在模具框架中相互平行的两墩身模板上均开若干组安装孔，每组安装孔包括两个上下布置的孔体，在每个孔体内均设置一个锚板11，且锚板11中面板110的内外侧面与墩身模板的内外侧面相齐平，在两所述墩身模板上相对位置处的两个锚板11上穿接若干对拉螺杆12，在对拉螺杆12上螺纹连接螺母并将锚板11固定，向模具框架内浇筑混凝土并使得对拉螺杆12与墩身混凝土紧密结合。

本发明中的锚板11包括上锚板与下锚板，上锚板安装在每组安装孔中的上方孔体内，下锚板安装在每组安装孔中的下方孔体内。锚板预埋时，为确保预埋锚板位置的准确，锚板放样定位在墩身模板上，根据设计位置，在墩身模板上开孔，利用锚板的面板 110代替模板，以使锚板上的凸榫112与墩身混凝土紧密结合，保证凸榫混凝土处的局部承压。

主墩墩身施工时，为避免墩身主筋与锚板对对拉螺杆12冲突，可局部适当调整主筋间距，并在锚后设置防裂钢筋网片。锚板对对拉螺杆12选用极限抗拉强度为785Mpa 的预应力粗钢筋，对拉螺杆12应与锚板垂直，且与凸榫112上的剪力销孔平行且不得剪切，锚固螺母用力矩扳手拧紧、紧固到位，墩身混凝土浇筑时注意预埋件位置混凝土应充分振捣密实。

步骤2)安装高抗剪贝雷片：

拆除墩身模板并露出凝固成型的墩身，四块高抗剪贝雷片21并列布置并形成一个贝雷组2，在每组安装孔中的两个所述孔体之间布置一个贝雷组2，且每个贝雷组2的上下两端对应通过贝雷销固定于锚板11上，每块墩身模板上的贝雷组2形成施工托架平台。

墩身模板拆除且混凝土强度达到25～30Mpa后，安装贝雷组。高抗剪贝雷片21的外形尺寸为：3.048×2.134m，四片高抗剪贝雷片21为一组，四片高抗剪贝雷片21通过水平、竖向撑架形成框架整体，采用汽车起重机和倒链配合人工安装，贝雷组2中的高抗剪贝雷片21顶部与上锚板销接，贝雷销打入后，***保险插销以防止销子脱落。贝雷组2中的高抗剪贝雷片21底部支承于下锚板上，高抗剪贝雷片21中的弦杆与下锚板之间的空隙用薄钢板塞紧密。3组贝雷安装完成后相邻贝雷组之间应在悬臂端设竖向剪刀撑以增强托架的整体稳定性。安装时应保证贝雷梁顶面水平。

步骤3)施工托架平台的受力检测(如图4和图5)：

若干个高抗剪贝雷片21并列布置并形成一个反压贝雷组6，反压贝雷组6固定于墩身的墩顶，在反压贝雷组6的下端面以及贝雷组2的上端面均固定测试垫梁63，并在上、下两所述测试垫梁63之间设置液压油顶64，利用液压油顶64加压顶升，在反压贝雷组 6的临空限制下，液压油顶64的油缸伸长后并下压施工托架平台，继而模拟0#块单体施工时施工托架平台的实际受力情况，并测量出施工托架平台的变形参数，检验施工托架平台的稳定性与承载力以达到预压的目的。

为了检查施工托架平台的承载能力，减小和清除施工托架平台的非弹性变形及收集托架弹性变形量，在施工托架平台安装纵梁、底模前对0#块托架支承体系进行预压。

墩身前、后两侧施工托架平台安装完成后，前、后横梁以上依次安装400t液压油顶、2cm垫板、3I32工字钢测试垫梁63、反压贝雷组6以及反压扁担梁和锚杆。

单个反压贝雷组6由10片高抗剪贝雷片21组成，为五排单层型，反压贝雷组6组成后通过墩顶的临时固结预应力粗钢筋(785级)锚固于临时支座顶。反压贝雷组6还设置反压梁与预应力粗钢筋锚杆，反压梁设2道，采用工字钢加工，每道反压梁由4根 JL32预应力粗钢筋锚固锁定(单根0.75σ＝473.5KN)。

预压具体工艺流程如下：

a)加载前准备工作：反压贝雷组6、测试垫梁63、反压梁、锚杆根据设计计算确定其型号与数量，反力贝雷组安装就位后，需用螺旋顶分别对称对每根锚杆预加250～ 300kN的锚固力，将贝雷组锚固锁定于临时支座顶。张拉设备经检查、标定后运至现场就位，液压油顶64放置在托架与反力贝雷组之间，液压油顶64的油管接长油泵置于空旷安全地带。

布设监控点，测量前、后横梁以及托架的顶面高程，设置安全保护实施，用钢丝绳将托架与反压贝雷组联系保护；做好测量仪器、仪表及记录表格等准备工作，落实操作人员，并组织测量、张拉操作技术交底。

b)加压荷载：0#块预压加载总量按梁体重量的1.2倍考虑，建模模拟计算出前、后油顶的加压荷载，液压油顶64采用YCW400D型穿心式千斤顶，标定后根据回归方程计算对应的压力表读数。

c)分级加载：分级加载主要目的是控制加载速度，便于观测托架变形随荷载变化的规律，同时有利于预压加载的安全，一般分四级加载，每级加载为总荷载的30％。

d)级间间歇时间：分级加载级间间歇时间，根据钢结构试验的有关资料显示，其加载后的变形基本稳定时间一般在5min左右，实际操作时可按5～10min控制。

e)变形及变位观测：0#块托架变形及变位观测的主要项目为贝雷托架上下弦杆的变形挠度以及上、下锚板变位。水准观测点主要布置在托架顶面，距前、后横梁30cm 处，配合塔尺、倒尺观测；上、下锚板的变位主要通过全站仪观测，反光标贴监测点布置于构件正面。

f)观测方法：变形观测采用水准仪测量，测量标记点并记录每点的初始标高值H1，每级加载结束稳定5min后立即进行观测各测量点的标高值H2，满载后千斤顶保压稳定10min后开始观测，连续观测3次，每次间隔3min,当累计沉降量小于3mm时可视为托架已稳定并可以卸载，测量卸载前各测量点标高值H3，在卸载后测量出各测量点标高值 H4。非弹性变形△1＝H1-H4。通过预压后，可认为托架的非弹性变形已经消除。弹性变形△2＝H4-H3。根据该弹性变形值，在底模上设置预拱度△2，以使托架变形后梁体线型满足设计要求。另外，根据H2和H3的差值，可以看出持续荷载对托架变形的影响程度，并根据观测结果绘制出沉降曲线。

步骤4)安装横梁、纵梁与底模：

拆除反压贝雷组6、测试垫梁63以及液压油顶64，并在每块所述墩身模板的贝雷组2上端面上依次固定安装横梁31和纵梁32，且纵梁32倾斜设置，底模41固定于纵梁32上。

墩身前、后两侧施工托架平台上的横梁31采用双拼型钢加工，放置在贝雷组竖向弦杆位置处，采用U型骑马螺栓与贝雷组连成一体，以保障横梁整体受力和抗倾覆稳定性。横梁上按设计位置放置纵梁和底模(挂篮的底盘系统)。横梁与纵梁、纵梁与垫梁34 以及垫梁与楔块35采用焊接固定避免失稳。安装横31梁、垫梁34及纵梁32时均应采用水准仪复测其顶面高程，发现局部脱空、不平整等现象均应及时作加固处理。

步骤5)0#块单体施工以及施工托架平台拆除：

托架的拆除按安装的逆序进行，在底模41上进行0#块单体的施工，完成0#块单体成型施工后，先拆除横梁、纵梁与底模41，然后打出贝雷销，吊出贝雷组2，松开对拉螺杆12上的螺母并吊出锚板11，最后采用高标号水泥砂浆将留下的槽孔封闭。

如图6至图12，本发明中的上锚板与下锚板均包括一本体，本体包括面板110、耳板111和凸榫112，在面板110的外侧端面上焊接八个耳板111，耳板111竖直设置，且每两个为一组，每组的两个耳板111之间固定一块高抗剪贝雷片21，在每个耳板111 上设有固定销孔，凸榫112焊接在面板110的内侧面上。

面板110设有若干固定孔114，面板110安装于墩身模板后，面板110的内外面侧面对应与墩身模板的内外侧面相齐平，对拉螺杆12穿设于所述固定孔114内，墩身模板内浇筑混凝土后，凸榫112与墩身混凝土紧密结合。为便于拆除，凸榫112的长度小于40mm。

上、下锚板均由专业钢结构加工厂按图纸加工生产，锚板所用钢板均为Q345b材质。下料前所有钢板送有资质的检测机构进行原材料检验。各类零件采用数控自动切割下料，销孔在镗床上加工，保证销孔直径为50mm，误差≤0.5mm。各类零件采用二氧化碳气体保护焊焊接牢固。

整体检查验收时重点检查开孔尺寸及平面位置以确保其与墩身接触的大面平整，边角无毛刺。锚板的耳板、凸榫均应与锚面钢板焊接牢固，并重点检查焊缝的宽度、长度以及有无可见裂纹、咬边等质量缺陷，同时对所有焊缝进行超声波探伤检测。

如图13，高抗剪贝雷片21包括上弦杆211、下弦杆212、竖杆213和腹杆214，上弦杆211与下弦杆212相互平行设置，若干根腹杆214竖直焊接于上弦杆211与下弦杆 212之间，在上弦杆211与竖杆213之间以及下弦杆212与竖杆213之间均焊接若干根倾斜布置的腹杆214，在上弦杆211的两端以及下弦杆212的两端均设有用于插接贝雷销的锁口215。

高抗剪贝雷片21中的竖杆和腹杆采用5×60×80mm的空心方钢组焊而成，弦杆与腹杆材质均为Q345C，单片高抗剪贝雷片21重353kg。高抗剪贝雷片21内各节点采用 T505X型专用焊条焊接，弦杆材料的屈服强度σ_s＝345Mpa，容许应力[σ]＝276MPa，弦杆容许压力[N]＝528KN，单片桁架单元容许剪力QH＝348kN，容许弯矩[M]＝1127kN·m。

本发明该方法克服了传统型钢牛腿托架安装、预压困难、材料损耗大，仅能一次使用、摊销的缺点。选用装配式新型高抗剪贝雷托架，其支撑体系受力明确，安全性高，既能满足0#块施工的需要，接长后又可以作为挂篮底盘安装的施工平台，省时省力，费用相对较低，经济效益良好。

本发明高抗剪贝雷托架代替传统三角形型钢托架，充分利用了高强锰钢的材料特性提高了结构的整体刚度，在保障0#块托架施工安全的同时最大限度地减小了托架形变，避免了因托架结构强度低、变形挠度大而导致的混凝土开裂，进而保证了工程实体质量。

本发明代替常规落地支架，解决了高墩和水上作业的施工难题；通过预埋、对拉钢构件销接贝雷片，托架安装更快捷，减少了大量的焊接工作。此外高抗剪贝雷片为工厂加工定型产品，便于后续周转利用，材料损耗小，节省费用。

本发明采用高抗剪贝雷片因其悬臂刚度大，前端双耳接头内***接长贝雷的凸榫并安装平、竖框架以及联系横梁、临边围护即可形成挂篮底盘装、卸的施工平台。托架的贝雷及对拉预应力粗钢筋拆卸后可作为承重、抗拉构件反复投入后续临时结构施工。

0#块施工支架预压常规采用堆载预压，加载物一般为水箱、土袋，分级加载时普遍存在加载过程繁琐、缓慢，资源浪费等现象。本发明采用液压油顶顶推墩顶反压贝雷组则可显著简化加载过程，同样起到预压效果。常规堆载预压需组织大量土袋、水箱分级加载、卸荷，装卸工作量大且预压周期一般长达10天左右。液压油顶+贝雷组反压预压法则仅需准备液压油顶及油泵，预应力粗钢筋及反压扁担梁，从准备到卸载拆除仅需半天时间即可同时、精准地完成2个T构贝雷托架的预压工作，大大缩短了预压周期。

本发明适用于各类悬臂浇筑梁桥的0#块施工，尤其在高墩、水上作业或地势陡峭、地基软弱、施工工期紧、预压资源匮乏等情况下，具有广泛的适用性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。