鋼便橋施工技術——貝雷鋼架臨時橋梁施工

張家茂 （安慶市公路局太湖分局，安徽 安慶 246400）

1 概 述

某高速公路第21合同段跨越某水庫進水口河道，水面常年平均寬度75m，因該水庫為城市飲用水源，環境保護要求高，主線設計為（60+100+60）m懸澆箱梁，保證水中不設墩。經多種方案篩選，在保證無水污染、鋼筋混凝土等施工原材料能順利進場和提高企業形象等方面，決定采用鋼管樁橋墩、貝雷鋼架裝配式橋梁。

施工便橋總長105m，凈寬3.7m，跨徑15m共7跨。汽車行駛最大荷載為450kN。橋臺為M10漿砌片石基礎、C20片石混凝土臺身，水中橋墩采用Φ300mm鋼管群樁。梁體用貝雷桁架拼接而成，橋面滿鋪枕木（見圖1）。

2 施工方法

2.1 橋臺

基礎為M10漿砌片石，底面積2.0m×5.8m，厚1m（根據地質情況挖至老土層，超挖部分用砂石換填）。

臺身為C20片石混凝土，支座下設鋼筋網片（見圖2）。

2.2 橋墩

橋墩為橫向2排、縱向4排的Φ300mm鋼管群樁。

打樁用DZ60振動錘，25t吊機配合作業。縱向樁之間及十字撐用I16工字鋼聯結，橫向樁之間用I25b工字鋼聯結，上鋪鋼板和橡膠墊板。

DZ60振動錘參數：電機功率55kW，靜偏心力矩300N·m，振動頻率1000r/min，激振力333kN，空載振幅10.5mm，允許加壓力120kN，允許拔樁力160kN，外型尺寸長(L)=1.42m，寬(W)=1.04m，高(H)1.91m，質量3920kg。

DZ60振動錘配件：動力電機、控制箱（見圖3）。

圖1 施工便橋布置及地質情況圖

圖2

圖3

圖4

施工步驟如下：

第一步：提前7天施工7#便橋橋臺，吊機坐于岸邊起吊振動錘施工6#墩鋼管樁。

第二步：拼裝一跨貝雷梁，鋪設好橋面，吊機坐于6#墩南側便橋上起吊振動錘施工5#墩鋼管樁。打樁時鋼管的垂直度是控制的關鍵，一般用兩臺卷揚機隨時調整鋼管的垂直度，2臺卷揚機拉力方向和吊機吊桿方向均為12°夾角，當偏向某一方向時，另兩個方向則施加拉力予以調整。

第三步：依次循環施工4#墩、3#墩、2#墩、1#墩。

2.3 主梁

貝雷桁架采用雙排單層聯結，每跨每排由5片貝雷片組成，左右共4排。每排各貝雷片之間用帶保險插銷的銷子聯結，下弦加設加強弦桿，弦桿與貝雷片由弦桿螺栓聯結。左右兩排每節貝雷片之間設置支撐架加以穩固，置于每節貝雷片頂面中央之水平位置，用支撐架螺栓與貝雷片聯結。每跨安裝13根橫梁，20組有扣縱梁，上鋪枕木做橋面。為了增加橋梁的橫向穩定，每跨加設12根斜撐，每節梁在后端豎桿左右各裝一根斜撐，每跨末端另加一根。

行車道用枕木滿鋪，并且兩頭用［6.3槽鋼壓住，在槽鋼中間用“T”字型鋼筋穿過與縱梁連接，確保重型車輛行駛時枕木整體受力并不致松動（見圖5）。

圖5

3 工程數量表（見表1）

4 貝雷梁、支架及基底應力檢算

有關技術參數：每片貝雷梁承受彎矩為97.5t/m，汽車荷載按45t計。由材料表可算出梁體及橋面總重為160t，則每跨梁重23t。鋼管外徑D=300mm，內徑d=284mm（見圖6）。

圖6

4.1 貝雷梁跨度檢算(按4片計算)：

實際跨度取L=15m

(34L/2+1.6L2/8)÷4=75(t/m)

因75＜97.5，滿足要求。

4.2 鋼管支架檢算

4.2.1 鋼管的力學性能

鋼管截面積：Am=π（D2-d2）/4=7339mm2

回轉半徑：r=（（D2+d2）/16）1/2=103mm

長細比：λ=l0/r=6000/103=58

彎曲系數：φ=1.02-0.55［(λ+20)/100］2=0.685

彈性模量：E=2.0×105MPa

鋼管的容許應力：［σ］=205MPa

4.2.2 鋼管承受壓力檢算

實際承受壓力N=(45+1.6×15)×104/8=8.625×104N=86.25kN

鋼管容許承受壓力［N］=φ×Am×［σ］=0.685×7339×10-6×205×106=1030kN

表1

因為N＜［N］,所以鋼管能承受荷載壓力。

5 鋼管樁容許承載力檢算

樁的周長：U=πd=0.942m

沖刷線以下各土層厚度及相對應的各土層與樁壁的極限摩阻力:

粘土l=3.07m τ=60kPa αi=0.9 αiliτi=165.78

亞砂土l=2.00m τ=60kPa αi=0.9 αiliτi=108.00

樁尖處土的極限承載力（h’=0.5～1m，d=0.3m）取σR=4000kPa。

αi取0.9，α 取0.9

N=86.25kN<[P],所以鋼管樁打入亞砂土層承載力能滿足要求。

6 基底應力計算

基礎底面面積A=5.8×2=11.6m2

N=86.25×8+20.24×24=1175.8kN

地基修正后的容許承載力[σ]=240kPa

N/A=102kPa<[σ]，所以基礎尺寸滿足要求。

7 結 語

①鋼便橋安拆方便快捷，一次性耗材少，成本相對較低，無污染；

②施工過程中安全交底和防護工作要到位；

③使用過程中要定期和不定期對結構的穩定性進行測量、觀察和檢查；

④使用過程中要限制車速，不允許兩輛重型車輛同時在橋上運行；

⑤鋼管樁垂直度是打樁過程中控制的重點和難點。