贝雷梁平台模板支撑体系施工工艺

贝雷梁平台模板支撑体系施工工艺1工程概况和初步设计1.1工程概况某项目占地面积23495.7m²,总建筑面积122091.17m²,其中地上7层，建筑面积59523.89m²,地下3层，建筑面积62567.28m²,总建筑高度为49.65m。1.2初步设计结合图15层贝雷梁布置示意图、图26层贝雷梁布置示意图和图37层结构平面图可知，本工程从1层开始留设的B区洞口在28.44m处即5层顶板处封闭，从1层开始留设的D、E、F区洞口在34.94m处即6层顶板缩小，从2层开始留设的A区洞口在28.44m处即5层顶板处内收、C区洞口在28.44m处即5层顶板处内收。所以为了对各个洞口进行施工操作，需搭设相应的施工平台以提供工作面。若采取满堂架，B区洞口满堂架搭设高度即为-6.56～28.44m,合计搭设高度35m;D、E、F区洞口满堂架搭设高度即为-6.56～28.44m,合计搭设高度35m;A区洞口、C区洞口满堂架搭设高度即为-0.06～28.44m,合计搭设高度为28.5m。但是因满堂架搭设高度过大且均坐落于楼层板上，需采取回顶、双立杆等措施，在一定程度上增加了工作量，提高了施工成本。而近年来贝雷梁作为定型化的快速架设支撑装置，因为其具有结构承载力大、刚度强、疲劳寿命周期长且便于装配式组合等优点而特别适用于支模架高度和跨度都较大的工程中7],有利于快速建造和节约成本，且具有一定的经济性和可行性。本工程拟采用贝雷梁平台模板支撑体系进行洞口施工，如图1、图2所示，A区至F区均为贝雷梁布置区域，下面结合结构特点选取典型受力部位进行贝雷梁计算分析，以此来评估方案的可行性。图15层贝雷梁布置示意图图26层贝雷梁平面布置图2典型部位贝雷梁设计分析经分析A至F贝雷梁布置区域上部荷载情况，发现图1中A区贝雷梁平台上部有一条最大跨度9.3m,截面高1.1m,宽0.5m的钢筋混凝土梁（如图4阴影区域所示），且该区域支模架搭设高度为5.5m,所以选取该部位为最不利工况。综合考虑混凝土、模板等荷载情况进行受力分析，若该部位贝雷梁架设满足安全性要求，其他部位则相应满足。图37层结构平面图图4A区贝雷梁布置详图2.1贝雷梁技术参数本项目拟采用单排单层加强型贝雷梁支架，见图5。贝雷梁支架最大跨径9.3m，贝雷架梁总长为15m,支点均分。贝雷梁上混凝土荷载梁高1.1m,宽度0.5m,长度9.3m，设计荷载在刚度、强度计算中均采用1.2静荷载+1.4动荷载，设计安全等级为二级，贝雷梁钢材为Q235，具体性能参数见表1。图5贝雷架搭设侧立面详图表1贝雷梁材料性能参数规范要求的321型桁架容许内力见表2。表2321型贝雷架容许内力表2.2贝雷梁平台验算参数在贝雷梁平台模板支撑体系刚度、稳定性、挠度等验算中，其组合均采用1.2静荷载+1.4动荷载。见表3。表3贝雷梁平台验算参数3贝雷梁平台受力分析与搭设工艺3.1贝雷梁SAP2000受力模型分析项目采用SAP2000软件，假定贝雷梁组成一跨简支梁，支点处铰接，受力模型见图6、图7。进而计算出图8图9的弯矩、剪力图（Mmax=256.22kN·m,Qmax=-115.83kN),经过上述分析可知，贝雷梁最大内力为Mmx=256.22kN·m,Qm=115.83kN.贝雷桁架容许弯矩[M]=1687.5kN·×2=3375kN·m;贝雷桁架容许剪力[Q]=245.2kN×2=490.4kN;Mmx=256.22kN·m<[M]=3375kN·m;Qmax=115.83kN<[Q]=490.4kN.由以上数据可知贝雷桁架最大弯矩Mm为256.22kN·m，最大容许剪力为115.83kN，受力远远小于贝雷桁架容许弯矩值3375kN·m和容许剪应力490.4kN，所以本设计方案满足施工可靠性要求。图6贝雷梁受力示意图图7贝雷梁受力模型图8贝雷梁弯矩图图9贝雷梁剪力图3.2贝雷梁刚度复核1）非弹性挠度按照《装配式公路钢桥多用途使用手册》第39页贝雷桁架挠度计算经验公式，当桁架节数为奇数时，简支梁其跨中最大挠度为：fmux=d(n²-1)/8(1)其中：n为桁架节数，d为常数。单层桁架d=0.3556cm，双层桁架d=0.1717cm;最大跨内共3节桁架，且为单层桁架。将上述数据代入式(1)得fmax=0.3556×(3²-1)/8=0.3556cm,而对于连续梁，其非弹性挠度一般为简支梁的2/3，所以其fmax=0.3556×2/3=0.237cm。2）弹性挠度贝雷梁荷载可近似看作均布荷载，以最大跨径9.3m为计算长度，均布荷载最大：q=13.2+3.04+0.5+7.7=24.44kN/m,按简支梁计算，其根据《建筑结构静力计算手册》挠度计算公式fmx=5qL⁴/384EI，计算该处贝雷梁弹性挠度fmx=5×(24.44)kN/m×(9.3m)⁴/(384×2.05×105MPa×5.77434×2×2×105cm⁴)=0.0456cm。3）总挠度由以上计算可得到桁架最大挠度为：f总=f非+f弹=0.24cm+0.046cm=0.286cm。按照《钢结构设计规范（GB50017—2003）》，主梁其竖向挠度容许值需满足f/L=1/400,即本桥9.3m跨的挠度容许值为f容=930cm/400=2.325cm。因此，上述计算得到的f总=0.286cm<f容=2.325cm,即计算所得贝雷梁总挠度值小于容许挠度值，表明设计满足安全性要求。3.3贝雷梁搭设关键工艺经过以上计算分析可知，该贝雷梁平台模板支撑体系承载力和贝雷梁刚度均满足施工要求，随后即可开展贝雷梁平台模板支撑体系的架设工作，本工程每榀贝雷架主要由若干个3m贝雷片组装而成，双榀贝雷架组成一道贝雷梁，贝雷梁搭设关键工艺有前期准备、贝雷梁拼装、吊装，工字钢安装，预压试验等环节，具体工艺流程见图10。图10贝雷梁平台模板支撑体系搭设关键工艺流程图经过结构内力计算和SAP2000软件模拟分析，结果表明所选取A区贝雷梁支护体系所承受的最大弯矩和剪力均远远小于贝雷桁架最大容许值，所以从理论模型来看该区支护体系是安全可靠的，由于该区为最不利工况，满足可靠性要求，所以其余区域理论上也满足安全性要求。刚度复核结果表明，贝雷梁所计