某河貝雷便橋施工方案設計

（陜西鐵路工程職業技術學院，陜西 渭南 714000）

1 工程概況

某河是一條重要行洪河道，洪峰流量140 立方米/秒，對應的最大流速為1.5 米/秒。橋址處河床表面為0.5～1m 厚的粉質粘土覆蓋層，其余為泥質砂巖。橋位河道寬55 米，正常時節最大水深3～4m，兩側河堤比正常水位高3～4m，河兩岸邊的耕地地勢平坦。

為了避免縮窄泄洪斷面，設計橋長不小于兩岸堤距且橋梁底高程不低于現有堤頂高程故采用貝雷梁+樁柱的組合結構高架形式跨越。

2 施工方案

橋跨布置為6－12m 貝雷梁組合簡支梁，考慮中間及兩頭伸縮縫全長為72.34m。考慮到粉土覆蓋層較薄，鋼管樁打入泥質砂巖困難，鋼管樁基礎采用4 根φ529×10mm 鋼管樁，管樁中心間距橫向為3.6m，縱向為3m。鋼管樁內灌砂，樁間設置剪刀撐。鋼管樁樁頂縱向和橫向分別設置2 榀并排焊接的Ⅰ40b 工字鋼做為上部結構的墊梁。橫橋向布置2 組貝雷片做縱向主梁的桁架結構，每組3 片，橫向間距為2×0.6 m +1.6 m+2×0.6m。2 組貝雷架之間用[10 槽鋼以剪刀撐形式連接以固定形成整體。貝雷梁上鋪間距0.3m 的I20a 工字鋼橫向分配梁，橋面系鋪8mm 花紋防滑鋼板，橋面凈寬4.5m。最后安裝Φ48×3.5mm 的鋼管欄桿、照明等附屬結構。

3 設計計算

3.1 設計參數

貝雷梁上下弦、豎桿、斜桿的控制指標：[σ]=1.3×210=273MPa，[τ]=1.3×160=208MPa，其他構件按承載能力控制。

Q235 鋼的抗拉、抗壓和抗彎強度設計值：fd= 190MPa，抗剪強度設計值：fv=110MPa。

標準效應組合的荷載分項系數：永久作用取1.0，可變作用取1.0；基本組合的荷載分項系數：貝雷便橋鋼橋面板，永久作用分項系數取1.1，汽車荷載的分項系數，采用車輛荷載計算時取1.8。

通行車輛荷載有3 種類型：50t 履帶吊、40t 混凝土攪拌運輸車和60t 滿載施工車輛，依次設定為工況1 至工況3，采用荷載沖擊系數1.2。

3.2 結構計算

如圖1所示，建立計算跨庹為24m 的MIDAS/Civil 有限元計算模型。模型共有節點1756 個，單元2622 個，彈性連接358 個，釋放梁端約束36，支撐邊界條件8 個。支撐架與貝雷豎桿之間、2 組貝雷架之間的連接設定為彈性連接的一般連接。

圖1 貝雷便橋有限元模型

3.2.1 貝雷梁桿件內力分析

分別計算工況1～工況3 之下的貝雷梁桿件內力，取3 種荷載工況下的最大值。

1）上弦桿內力

圖2 工況3 的上弦桿內力為最大

2）下弦桿內力

圖3 工況3 的下弦桿內力為最大

3）豎桿內力

圖4 工況3 的豎桿內力為最大

4）斜桿內力

圖5 工況3 的斜桿內力為最大

便橋貝雷梁桿件內力計算分析結果如表1所示。

表1 貝雷梁桿件內力計算結果

3.2.2 主要構件計算

分別計算工況1～工況3 下其它主要構件的最大值應力如下。

1）橋面板

圖6 橋面板的等效應力

2）橫向分配梁

圖7 橫向分配梁

3）墩頂橫梁

圖8 墩頂橫梁

4）墩頂縱梁

圖9 墩頂縱梁

便橋其它主要構件計算分析結果如表2所示。

表2 主要構件計算結果匯總

4 結論

貝雷便橋臨時結構的力學受力分析表明：貝雷梁的桿件內力均滿足理論容許承載能力的要求；其它主要構件的強度與剛度也滿足要求，總之，貝雷便橋的施工方案設計是安全可行的。