淺談鋼筋混凝土板在鋼便橋上的應(yīng)用與設(shè)計(jì)

張進(jìn)騰

（福建路發(fā)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司， 福建 泉州 362000）

1 概述

傳統(tǒng)鋼便橋是在工字鋼或貝雷梁上，鋪設(shè)工字鋼、槽鋼或鋼板作為橋面，橋面鋼材用量大，施工速度慢。在貝雷梁上直接鋪設(shè)預(yù)制鋼筋混凝土板作為橋面，能有效降低工程造價(jià)，提高施工速度。

2 鋼筋混凝土板橋面比傳統(tǒng)鋼橋面具有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

2.1 造價(jià)成本低

傳統(tǒng)鋼便橋采用工字鋼、槽鋼或鋼板作為橋面，橋面用鋼量約180kg/m2,需要進(jìn)行鋼材切割、焊接等作業(yè)，工序繁多，人工和材料成本高，橋面造價(jià)約1000 元/m2；而鋼筋混凝土板采用集中預(yù)制，平板車(chē)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)吊裝，造價(jià)僅需300 元/m2。鋼筋混凝土板橋面比傳統(tǒng)鋼橋面成本優(yōu)勢(shì)明顯。

2.2 施工速度快

鋼筋混凝土板采用分塊預(yù)制。在每一跨貝雷梁施工完成后，立即安裝橋面板，由于采用機(jī)械作業(yè)，單跨橋面板在1～2 個(gè)小時(shí)內(nèi)即可施工完成。而傳統(tǒng)鋼橋面，需要大量切割、電焊作業(yè)，人工施工速度慢，完成單跨鋼橋面約1～2 天。

2.3 行車(chē)噪音小

鋼橋面上車(chē)輛通行時(shí)，鋼板受到外力擠壓變形、鋼材之間相互撞擊、外力去除后彈性變形恢復(fù)原狀，這一過(guò)程中產(chǎn)生刺耳噪音。混凝土橋面板自身剛度大，不易變形；在預(yù)制場(chǎng)統(tǒng)一預(yù)制，每塊混凝土板高度一致，橋面較平整，行車(chē)噪音小。

2.4 后期維護(hù)費(fèi)用低

鋼便橋在使用過(guò)程，因汽車(chē)或施工機(jī)械振動(dòng)，容易造成橋面鋼板與工字鋼（槽鋼）之間的焊接點(diǎn)開(kāi)裂、脫落，鋼橋面要經(jīng)常維修。而預(yù)制鋼筋混凝土板是采用螺栓固定，細(xì)小位移并不影響鋼便橋的使用，后期保養(yǎng)費(fèi)用低。

2.5 耐腐蝕性好、使用壽命長(zhǎng)

在沿海地區(qū)，特別是海面上搭設(shè)的鋼便橋，在高溫、高濕、高鹽環(huán)境下，鋼材容易腐蝕；車(chē)輛輪胎直接摩擦橋面鋼板，鋼板表面防銹漆脫落后腐蝕速度加快。而預(yù)制鋼筋混凝土板的鋼筋受到混凝土保護(hù)，耐腐蝕性能顯著，可長(zhǎng)期周轉(zhuǎn)使用。

3 鋼便橋的設(shè)計(jì)

鋼便橋主要用于混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)和自卸汽車(chē)通行，正常通行的車(chē)輛荷載≯80t，按80t 汽車(chē)作為設(shè)計(jì)荷載。800KN 汽車(chē)要技術(shù)指標(biāo):前軸壓力200KN、后軸壓力3×200KN。

3.1 下部結(jié)構(gòu)

鋼便橋橋面設(shè)計(jì)寬度一般為6m 或8m，基礎(chǔ)采用鋼管樁。鋼便橋標(biāo)準(zhǔn)段采用單排墩，間隔4 跨布設(shè)一座制動(dòng)墩。每墩橫向設(shè)置3 根鋼管樁，在鋼管樁頂上橫向布置2 根I36b 工字鋼作為分配梁。橋?qū)?m 時(shí)布置4 組8 排貝雷梁，橋?qū)?m 時(shí)布置3 組6 排貝雷梁。

3.2 上部結(jié)構(gòu)

鋼便橋主梁采用321 貝雷片拼接成貝雷梁，鋼便橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑一般選9m，兩排貝雷梁用90 型支撐架拼裝成整體貝雷梁，兩組貝雷梁之間最大間距1.31m，貝雷梁縱向間隔3m 設(shè)置[16#槽鋼，將貝雷梁橫向連成整體。貝雷梁上直接鋪設(shè)預(yù)制鋼筋混凝土板作為橋面板，橋面板采用C30 混凝土，板厚度0.2m，寬度2m，板長(zhǎng)度與鋼便橋?qū)挾鹊葘挕蛎姘宀捎寐菟ü潭ㄔ谪惱琢荷希瑑蓧K橋面板之間設(shè)置橡膠或硬木防沖墊塊，防止使用過(guò)程中相互碰撞損壞。

鋼筋混凝土板采用雙層布筋，面筋主筋φ12、分布筋φ10、底筋φ16、分布筋φ10，縱橫向間距20cm，邊角包5#鍍鋅角鋼。

3.3 鋼筋混凝土預(yù)制板受力計(jì)算

鋼筋混凝土橋面板寬2m，長(zhǎng)8m，厚0.2m，按單向板計(jì)算。汽車(chē)荷載兩后軸間距1.35m，小于橋面板寬2m，按一塊板承受兩個(gè)后軸車(chē)輪計(jì)算。

（1）荷載計(jì)算：P=200*1.3=260KN（安全系數(shù)30%）

（2）內(nèi)力計(jì)算：橋面板最大跨度為1.31 米，按簡(jiǎn)支梁驗(yàn)算。

Mmax＝PL/4＝260*1.31/4＝85 KN.m

Qmax=P/2=260/2=130KN

（3）鋼筋配筋計(jì)算：

單塊預(yù)制板寬度b=2000mm，h=200mm，砼保護(hù)層as=35mm，預(yù)制板凈高度h0=200-35=165mm；

混凝土選用C30，砼抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft=1.43N/mm2；鋼筋選用HRB400，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=360N/mm2。

抗拉鋼筋配筋截面積As1=M/0.9h0*fy=85/(0.9*165*360)=1590mm2；

選用10 根φ16，鋼筋截面As=3.14*8*8*10=2010mm2＞As1=1590mm2；

（4）配筋率驗(yàn)算：

p=As/（bh0）=2010/（2000*165）=0.6%

＞pmin(h/ho)=0.45*ft h/(fy h0)=0.45*（1.43*200）/（360*165）=0.2%，

p=As1/(bh0)=0.6%＞0.2%*（h/h0）=0.2/1000*（2000/165）=0.24%

（5）抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

V=0.7*β*h*ft*b*h0=0.7*1*200*1.43*2000*165=6.6*10^7KN＞Qmax=130 KN

鋼筋混凝土設(shè)計(jì)滿(mǎn)足構(gòu)造及受力要求。

4 鋼便橋的施工

4.1 施工準(zhǔn)備

鋼筋混凝土板在預(yù)制場(chǎng)集中預(yù)制，模板選用優(yōu)質(zhì)鋼模，嚴(yán)格控制模內(nèi)尺寸，鋼筋綁扎成型后焊接成骨架，吊裝入模，混凝土澆筑采用振動(dòng)棒振搗密實(shí)。混凝土初凝前用路面刻槽機(jī)沿長(zhǎng)度方向刻槽，混凝土拆模后覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)。

將貝雷片拼接成單排貝雷梁，每?jī)膳咆惱琢河?0 型支撐架拼裝成整體貝雷梁，12m 長(zhǎng)度為一節(jié)段以便吊裝。

4.2 鋼便橋的搭設(shè)步驟

吊車(chē)就位后起吊鋼管樁，用振動(dòng)錘振動(dòng)鋼管樁下沉，直至鋼管樁不再下沉為止。鋼管樁插打完成后在各墩鋼管樁之間焊接槽鋼連系，根據(jù)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，將鋼管樁頂切割槽口，將工字鋼分配梁吊放在槽口內(nèi)，然后將分配梁與鋼管樁槽口底滿(mǎn)焊焊成整體。

分配梁上方架設(shè)貝雷梁，待貝雷梁安放平穩(wěn)后用槽鋼將各組貝雷梁連成整體，用槽鋼限位框?qū)⒇惱琢汗潭ㄓ跇俄敺峙淞荷稀Ｈ缓箐佋O(shè)橋面板，橋面板逐塊起吊安放在貝雷梁上，橋面板與貝雷梁之間用螺栓固定牢固。

吊車(chē)在已架設(shè)首跨鋼便橋上就位，按以上步驟繼續(xù)完成下一跨鋼便橋搭設(shè)，每完成一跨鋼便橋的后要及時(shí)安裝欄桿。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)工程實(shí)踐，筆者認(rèn)為預(yù)制鋼筋混凝土板應(yīng)用在貝雷梁鋼便橋上，能有效節(jié)約工程造價(jià)，加快速度，節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣應(yīng)用。