地铁车站通常位于各种繁华道路下方，必然会有各种管线从车站基坑上方穿越，各种管线必然会对车站施工产生影响，一般情况下都会将各种管线改迁，但是有一些管线无法改迁，横跨在车站基坑上方，必然对车站建设施工增加施工难度。本文浅论各种管线的悬吊保护采用贝雷梁架设施工工艺，解决管线悬吊保护问题。

 

　　1施工工艺简介

 

　　人工将各种管线探明，将管线覆盖土方挖除，拼装贝雷梁，通过钢丝绳将各种管线悬吊起来，通过U型卡将管线通过钢丝绳固定于贝雷架上的施工工艺。

 

　　2工程实例

 

　　以实际工程成都地铁7号线工程土建工程第2标段的二仙桥站为例子，阐述横跨基坑的管线采用贝雷梁悬吊施工工艺。

 

　　2.1工程概况

 

　　成都地铁7号线2标二仙桥站盖挖部位位于二仙桥西路与建设北路交叉口，车站主体呈东西走向，影响施工的管线主要有：横跨基坑上方的DN1200雨水管，DN1000的污水管，DN800自来水给水管；横跨基坑中部的DN159根、2根DN219燃气管。

 

　　2.2施工工艺

 

　　管线悬吊保护施工流程：探沟开挖→土方开挖至管底→混凝土基础浇筑→贝雷架拼装→悬吊保护。

 

　　管线悬吊保护施工流程图

 

　　2.3贝雷梁拼装

 

　　将管线周围的土方采用人工挖土方式将土方外运，然后施做贝雷梁，将贝雷架置放在已经完成的冠梁上，通过400#槽钢将贝雷架连接起来，通过U型卡将槽钢和贝雷架固定。二根燃气管、通信线、雨水管及污水管共用3组900型3m*1.5m贝雷梁悬吊，在与基坑边相交处施作悬吊梁支座基础，部分管线采用40型槽钢横担施工。燃气管、通信线用Ф14钢丝绳做吊带，雨水管及污水管用型号6×37-20的钢丝绳做吊带，钢套管接缝处焊接补强钢板防止管道接口断裂，共同组成悬吊体系。斜跨基坑的给水管采用3m×1.5m贝雷梁悬吊梁，在与基坑边相交处施作悬吊梁支座基础，管线用6×37-20钢丝绳做吊带，共同组成悬吊体系。

 

　　2.4贝雷梁支撑体系验算

 

　　2.4.1检算条件

 

　　跨度和梁跨类型：计算跨度L计=21米；梁跨类型—贝雷梁简支梁

 

　　荷载计算：

 

　　雨水管参数：混凝土管直径φ=1100mm（δ=3cm），钢套管直径φ=1200mm（δ=1.5cm），跨径L=21m，混凝土密度p=2.43t/m3、钢密度p=7.85t/m3。

 

　　恒载：

 

　　贝雷梁钢重：3KN/m

 

　　40槽钢重：0.6KN/m

 

　　雨水管重：3.14×1.07×0.03×2.43×10+3.14×1.198×0.015×7.85×10=6.9KN/m

 

　　活载：

 

　　雨水管荷载：3.14×0.549×0.549×1×10=9.5KN/m

 

　　施工活荷载按2kN/m考虑

 

　　2.4.2贝雷梁强度计算

 

　　跨基坑的贝雷梁简支梁的计算

 

　　取最重的雨水管计算，则均布线荷载q为：1.2×（6.9+3）+1.4×（9.5+2）=27.985KN/m，=0.28KN/cm

 

　　其中：依据《建筑施工手册》，贝雷梁（双排单层桁架）W=15398.3cm3，I=1732303.2cm4，容许内力为：弯矩M=2246.4KN.M，剪力Q=698.9KN

 

　　（1）简支梁挠度为：

 

　　则Ymax=5ql^4/（384EI）.可以得：

 

　　Ymax=5×0.28×2100^4/384×2.1×10^6×1732303.2=0.02cm

 

　　Ymax=0.2mm（2）简支梁所受的弯矩为：

 

　　则：Mx=（1/8）×27.985×21×21=1543KN.M<[M]=2246.4KN.M（满足要求）

 

　　（3）简支梁所受的最大剪力在两端：

 

　　Qmax=1/2qL=0.5×27.985×21=293.8<[Q]=698.9KN（满足要求）

 

　　2.4.3悬吊钢丝绳和花篮螺丝检算

 

　　（1）检算钢丝绳强度

 

　　取最重雨水管进行检算，6×37-20的钢丝绳悬吊重量为G=（1.2×（6.9）+1.4×（9.5））×2.5/2=26.9KN

 

　　P=SP/K

 

　　式中：P—钢丝绳的许用拉力，N；SP—钢丝绳的破断拉力，N；K—钢丝绳的安全系数。

 

　　用做吊绳时，取K=6，则

 

　　SP=500d2=500×20×20=200KN

 

　　P=SP/K=200/6=33（KN）满足要求。

 

　　（2）检算花篮螺丝强度：查（CB/T3818-1999花篮螺栓标准）JW3312P级30螺栓其允许的荷载为75KN>26.9KN满足要求。

 

　　2.4.4悬吊架槽钢检算

 

　　（1）抗弯强度验算

 

　　采用的[40槽钢，吊点间距为2.5m，跨中按集中荷载考虑。计

 

　　Mmax=1/4×F×L=1/4×26900×2.5=16812.5N·m

 

　　ix=0.38h=0.38×40cm=15.2cmiy=0.6b=0.6×11.5cm=6.9cm

 

　　查[40槽钢截面面积为61.5cm2

 

　　Ix=ix2×A=15.2×15.2×12.7×61.5=14208.96cm4

 

　　Wx=Ix/iy=14208.96/6.9=2059.3cm3

 

　　Mmax/Wx=16812.5/2059.3MPa=8.16Mpa<[σw]=200MPa

 

　　（2）抗剪强度验算

 

　　查型钢特性表Qmax=16812.5NSx=524.4cm3

 

　　Im=592cm4

 

　　δ=0.53cm

 

　　τmax=Qmax·Sx/Imδ=16.8×524.4/592×0.53）=28.1<[τ]=120Mpa

 

　　结论：在各种管线静止荷载和活荷载作用下，贝雷架各杆件强度满足要求。

 

　　3结语

 

　　横跨基坑的各种管线，通过采用不同组合的贝雷架，可以有效保障各种悬吊管线的安全。尤其是在工况条件差，管径大、水流大，风险源高，更能体系贝雷架悬吊保护管线施工工艺优点。此方法具有安全施工、节约成本、质量安全可控的优点。

 

　　参考文献

 

　　[1]国家标准.钢结构设计规范GB50017-2014[M].中国建筑工业出版社，2014

 

　　[2]国家标准.地下铁道工程施工及验收规范GB50229-1999（2003版）[M].中国建筑工业出版社，2003.