贝雷梁反吊支撑体系及其施工方法

摘要

本发明提供了一种贝雷梁反吊支撑体系，包括作为桩基的钢筋混凝土灌注桩，所述钢筋混凝土灌注桩上设置工字钢横梁，工字钢横梁上架设贝雷梁组合片、贝雷梁组合片上架设有上层方钢、上层方钢通过两端设有的精轧螺纹钢连接底层方钢；其施工方法为：1）荷载计算；2）支撑体系建立；3）受力体系转移；4）沉降量观测；5）受力体系由临时支撑转化为永久支撑。本贝雷梁反吊支撑系统具有承载力大、施工方便、支护稳定、沉降量小、相对造价较低等优点，与传统解决办法相比，本发明能够有效解决管线迁移、管沟改建造成的时间及经济上的巨大浪费，安全上更有保障，具有良好的社会效益与经济效益，在解决大型刚性管沟吊装及保护方面有推广价值。

权利要求

1.一种贝雷梁反吊支撑体系的施工方法，其特征在于：

贝雷梁反吊支撑体系，包括作为桩基的钢筋混凝土灌注桩（6）、工字钢横梁（5），贝雷梁组合片（4）、上层方钢（3）、精轧螺纹钢（2）和底层方钢（1），所述钢筋混凝土灌注桩（6）上设置工字钢横梁（5），工字钢横梁（5）上架设贝雷梁组合片（4）、贝雷梁组合片（4）上架设有上层方钢（3）、上层方钢（3）通过两端设有的精轧螺纹钢（2）连接底层方钢（1）；该支撑体系将物体所受的力从原有受力体系传递至本支撑体系，施工完毕后再将力从该支撑体系转移至永久受力体系，从而进行原有受力体系改建或修复；

施工方法按照如下步骤进行：

1）荷载计算

根据支撑物的重量及跨度，确定所采用支撑体系的结构形式，包括方钢的截面、间距、精轧螺纹钢的直径、贝雷梁的组合形式、工字钢的大小、桩基的直径及承载力要求、桩基的间距、施加预应力大小；

2）支撑体系建立

根据受力传递顺序，先施工钢筋混凝土灌注桩（6）、再施工工字钢横梁（5）、再依次施工贝雷梁组合片（4）、上层方钢（3）、精轧螺纹钢（2）和底层方钢（1）；

3）受力体系转移

先将精轧螺纹钢与上下方钢连接并初步拧紧螺栓，然后根据结构物的重量及跨径逐步施加预应力，使构筑物全部的重量转移至该支撑体系上来，完成受力体系转换；

4）沉降量观测

在结构物的底部根据跨径布置位移计，每小时测量结构物的沉降量并绘制在方格网上，如果位移较大应增加观测次数，根据位移量及时采取应对措施；

5）受力体系由临时支撑转化为永久支撑

结构物原有承力体系修复或重建后，再由该支撑体系转换到永久承力体系上，在该支撑体系上预应力未撤除前，先回填至距结构物底0.8～1.2米，然后分段浇筑微膨胀混凝土并分段将预应力撤除，全部浇筑微膨胀混凝土后再注浆，确保结构物在受力体系转换后不产生较大的沉降。

说明书

贝雷梁反吊支撑体系及其施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种支撑体系施工方法，特别涉及一种贝雷梁反吊支撑体系及其施工方法，适用于城市大型刚性管沟悬吊支护。

背景技术

[0002] 随着城市的发展，新旧管线交叉建设将不可避免，怎样保证大管径管线（燃气、电力、给水等关系民生的管线）、大截面箱涵下方施工大型构筑物时原有管线或箱涵不被破坏，显得尤为重要。原施工方法基本为悬吊或支撑式体系，无法保证刚性构筑物不变形。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供了一种具有承载力大、施工方便、支护稳定、沉降量小、临时的贝雷梁反吊支撑体系及其施工方法，将刚性大型管沟从一个受力体系转移至该支撑体系上来，解决了原有承载体系需要临时撤离或永久撤离这一难题。

[0004] 本发明是采用以下技术方案的实现的：

[0005] 一种贝雷梁反吊支撑体系，其特征在于：包括作为桩基的钢筋混凝土灌注桩、工字钢横梁，贝雷梁组合片、上层方钢、精轧螺纹钢和底层方钢，所述钢筋混凝土灌注桩上设置工字钢横梁，工字钢横梁上架设贝雷梁组合片、贝雷梁组合片上架设有上层方钢、上层方钢通过两端设有的精轧螺纹钢连接底层方钢；该支撑体系将物体所受的力从原有受力体系传递至本支撑体系，施工完毕后再将力从该支撑体系转移至永久受力体系，从而进行原有受力体系改建或修复。

[0006] 所述的贝雷梁反吊支撑体系的施工方法，其特征在于按照如下步骤进行：

[0007] 1）荷载计算

[0008] 根据支撑物的重量及跨度，确定所采用支撑体系的结构形式，包括方钢的截面、间距、精轧螺纹钢的直径、贝雷梁的组合形式、工字钢的大小、桩基的直径及承载力要求、桩基的间距、施加预应力大小；

[0009] 2）支撑体系建立

[0010] 根据受力传递顺序，先施工钢筋混凝土灌注桩、再施工工字钢横梁、再依次施工贝雷梁组合片、上层方钢、精轧螺纹钢和底层方钢；

[0011] 3）受力体系转移

[0012] 先将精轧螺纹钢与上下方钢连接并初步拧紧螺栓，然后根据结构物的重量及跨径逐步施加预应力，使构筑物全部的重量转移至该支撑体系上来，完成受力体系转换；

[0013] 4）沉降量观测

[0014] 在结构物的底部根据跨径布置位移计，每小时测量结构物的沉降量并绘制在方格网上，如果位移较大应增加观测次数，根据位移量及时采取应对措施；

[0015] 5）受力体系由临时支撑转化为永久支撑

[0016] 结构物原有承力体系修复或重建后，再由该支撑体系转换到永久承力体系上，在该支撑体系上预应力未撤除前，先回填至距结构物底0.8～1.2米，然后分段浇筑微膨胀混凝土并分段将预应力撤除，全部浇筑微膨胀混凝土后再注浆，确保结构物在受力体系转换后不产生较大的沉降。

[0017] 相对于现有技术，本发明的有益效果是：

[0018] 本发明的贝雷梁反吊支撑系统具有承载力大、施工方便、支护稳定、沉降量小、相对造价较低等优点，本发明的施工方法宜在城市大型刚性管沟悬吊、保护施工中采用，借助桩基、贝雷梁、方钢、精轧螺纹钢形成一个独立的支撑系统，通过力的层层传递，最终将大型刚性管沟原有的承载体系转移到独立的外加受力体系上，解决了原有承载体系需要临时撤离或永久撤离这一难题。本发明使用桩基作为独立的外加受力体系的承载端，吊装大型刚性管沟时，通过精轧螺纹钢施加预应力，消除管沟自重产生的沉降，避免过量沉降对管沟造成破坏；通过刚性较大的方钢、贝雷梁、工字钢（钢筋混凝土梁）将力传递至桩基；受力体系转移后通过位移计等精密观测仪器密切检测管沟位移及沉降量，通过预应力施加、释放及时调整；原有受力体系恢复时，采用微膨胀混凝土、注浆等措施控制受力体系再次转移时发生超量位移、沉降。与传统解决办法相比，本发明能够有效解决管线迁移、管沟改建造成的时间及经济上的巨大浪费，安全上更有保障，具有良好的社会效益与经济效益，在解决大型刚性管沟吊装及保护方面有推广价值。

附图说明

[0019] 下面结合附图对本发明进一步说明。

[0020] 图1是本发明的贝雷梁反吊支撑体系横断面图；

[0021] 图2是本发明的贝雷梁反吊支撑体系纵断面图；

[0022] 图3是本发明的底层方钢或上层方钢与精轧螺纹钢结合处连接示意图；

[0023] 图中，1底层方钢，2精轧螺纹钢，3上层方钢，4贝雷梁组合片，5工字钢横梁，6钢筋混凝土灌注桩，7底层方钢或上层方钢，8钢板垫片，9紧固螺栓，10加劲钢板。

具体实施方式

[0024] 参照说明书附图对本发明的方法作以下详细的说明。

[0025] 附图为一种贝雷梁反吊支撑体系，其特征在于：包括作为桩基的钢筋混凝土灌注桩6、工字钢横梁5，贝雷梁组合片4、上层方钢3、精轧螺纹钢2和底层方钢1，所述钢筋混凝土灌注桩6上设置工字钢横梁5，工字钢横梁5上架设贝雷梁组合片4、贝雷梁组合片4上架设有上层方钢3、上层方钢3通过两端设有的精轧螺纹钢2连接底层方钢1；钢筋混凝土灌注桩6顶有预埋钢板，预埋钢板与工字钢横梁5焊接，贝雷梁组合片4两端用角铁斜拉固定。

[0026] 该支撑体系将物体所受的力从原有受力体系传递至本支撑体系，施工完毕后再将力从该支撑体系转移至永久受力体系，从而进行原有受力体系改建或修复。

[0027] 如附图所示，借助独立的临时支撑系统，将构筑物的重量传递至底层方钢1，底层方钢1通过精轧螺纹钢2与上层方钢3连接，上层方钢3将力传递至贝雷梁组合片4，贝雷梁组合片4将力传递至工字钢横梁5然后再传递至桩基钢筋混凝土灌注桩6，传力路径为1→2→3→4→5→6；精轧螺纹钢2预应力施加应使用精确的扭力扳手，临时支撑体系受力期间采用位移计监测结构物的位移量及沉降量。

[0028] 该贝雷梁反吊支撑体系的施工方法，按照如下步骤进行：

[0029] 1）荷载计算

[0030] 根据支撑物的重量及跨度，确定所采用支撑体系的结构形式，包括方钢的截面、间距、精轧螺纹钢的直径、贝雷梁的组合形式、工字钢的大小、桩基的直径及承载力要求、桩基的间距、施加预应力大小等。

[0031] 2）支撑体系建立

[0032] 根据受力传递顺序，如附图1和2所示，先施工钢筋混凝土灌注桩6、再施工工字钢横梁5、再依次施工贝雷梁组合片4、上层方钢3、精轧螺纹钢2和底层方钢1。

[0033] 3）受力体系转移

[0034] 先将精轧螺纹钢与上下方钢连接并初步拧紧螺栓，如附图3所示，方钢与精轧螺纹钢2连接时，方钢与紧固螺栓9之间设有钢板垫片8，在穿过的精轧螺纹钢2两侧或外周设有加劲钢板10，然后根据结构物的重量及跨径逐步施加预应力，使构筑物全部的重量转移至临时独立支撑体系上来，完成受力体系转换。

[0035] 4）沉降量观测

[0036] 在结构物的底部根据跨径布置位移计，每小时测量结构物的沉降量并绘制在方格网上（如果位移较大应增加观测次数），根据位移量及时采取应对措施。

[0037] 5）受力体系由临时支撑转化为永久支撑

[0038] 结构物原有承力体系修复或重建后，再由临时支撑体系转换到永久承力体系上，在临时支撑体系上预应力未撤除前，先回填至距结构物底1米左右，然后分段浇筑微膨胀混凝土并分段将预应力撤除，全部浇筑微膨胀混凝土后再注浆，确保结构物在受力体系转换后不产生较大的沉降。

[0039] 关键技术：借助桩基、工字钢横梁、贝雷梁组合片、方钢、精轧螺纹钢等高强度、大承载力构件组建的独立于原有受力体系的支撑系统，能够解决大型刚性管沟的悬吊、保护问题，采用精轧螺纹钢施加预应力可以消除因受力体系转换而导致的结构物沉降破坏，采用位移计精密监测仪器可以根据结构物沉降情况进行及时调整，采用微膨胀混凝土回填及注浆技术能够使受力体系转换至永久受力体系时结构物不会因为在此转换体系造成沉降破坏。

[0040] 技术指标：体系转换过程中，贝雷梁的最大沉降量小于2mm，扭力扳手控制精轧螺纹钢预应力精度为小于10N，位移计最小检测值为0.01mm。

[0041] 该项目研究的目的意义：该工艺能够解决大型构筑物沉陷、交叉施工、关系民生的管线工程悬吊保护，具有承载力大，沉降量小，造价相对较低，安全性高等特点，具有推广价值。

[0042] 已应用和推广的情况：

[0043] 该工法在济南市南水北调箱涵施工时保护内有高压电缆的电力沟，南水北调与电力沟十字交叉，电力沟悬空跨径达到40米，重量达到100多吨，采用此种方法，避免了停电、改线对老百姓造成的不利影响，节约了工期，节省了造价，确保了安全，避免了浪费。经检测，电力沟在使用此种工法悬吊期间，沉降量仅为1.6mm。此外本方法在二环西路大管径自来水下施工电力沟、二环东路燃气过河均得到了应用，取得了良好的社会效益和经济效益。