市政道路保通臨時(shí)鋼便橋標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

周先奉,紀(jì)國(guó)睦

（1.北京市城市道路養(yǎng)護(hù)管理中心,北京 100068; 2.北京特希達(dá)交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司,北京 100067）

0 引言

城市市政工程往往需要占用市政道路進(jìn)行掘路施工，而為了滿足市政道路的通行需求，往往需要在占路施工豎井上鋪設(shè)臨時(shí)鋼便橋。目前隨著鋼便橋的大量應(yīng)用，出現(xiàn)了難以滿足交通通行舒適性需求、對(duì)豎井施工產(chǎn)生干擾、缺少鋼便橋設(shè)計(jì)施工的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等實(shí)際問(wèn)題。

目前對(duì)市政工程鋼便橋研究主要集中在內(nèi)力計(jì)算及施工方法等方面。高智鑫以在建鄭州地鐵8號(hào)線銀屏路站施工期間交通導(dǎo)行所采用的貝雷梁鋼便橋?yàn)楣こ瘫尘埃ㄟ^(guò)建立Midas有限元模型對(duì)原鋼便橋設(shè)計(jì)方案的受力狀態(tài)進(jìn)行探究并優(yōu)化原設(shè)計(jì)方案[1]；王逸等依托樂(lè)西高速公路工程鋼便橋建設(shè)，對(duì)其施工工藝進(jìn)行深入研究，形成的鋼便橋具有沉降少、穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)[2]；朱宏海介紹了便橋的發(fā)展及在地鐵、市政工程中的運(yùn)用，并對(duì)便橋的種類、設(shè)計(jì)、施工、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行了分析和論述[3]；李學(xué)剛等通過(guò)Midas軟件建立鋼便橋結(jié)構(gòu)模型，對(duì)鋼便橋各工況下結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析，清晰表達(dá)出鋼便橋中各部分結(jié)構(gòu)的內(nèi)力參數(shù)，為以后鋼便橋施工中選擇合理的內(nèi)力分析方案提供理論依據(jù)[4]；談宏堃結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)鋼便橋的設(shè)計(jì)、應(yīng)用和關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)[5]。

該文以北京市海淀區(qū)某熱力一次管線工程占路豎井臨時(shí)鋼便橋?yàn)槔鶕?jù)豎井設(shè)計(jì)與施工資料，從保障道路通行舒適性、鋼便橋模塊化快速施工、方便豎井土建施工等方面對(duì)鋼便橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工部署，并選取相關(guān)參數(shù)建立Midas軟件驗(yàn)算鋼便橋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，為城市道路鋼便橋的標(biāo)準(zhǔn)化提供參考。

1 工程概況

該工程起點(diǎn)1#點(diǎn)接自玲瓏路DN1000熱力管線，管線由北向南敷設(shè)至規(guī)劃玲瓏巷，然后沿玲瓏巷由北向南敷設(shè)，終點(diǎn)11#點(diǎn)至八里莊路北紅線。

該工程1#點(diǎn)需在玲瓏路道路范圍內(nèi)開(kāi)挖豎井，為保證路面安全及正常通行，需在豎井開(kāi)挖位置設(shè)置鋼便橋恢復(fù)現(xiàn)狀交通。

占路豎井位置圖如圖1。

圖1 占路豎井位置圖

1#豎井為6.6×5.2 m矩形井，采用倒掛井壁法施工，豎井結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 占路豎井結(jié)構(gòu)平面圖（單位：mm）

2 鋼便橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

保證交通安全通行是市政道路鋼便橋最基本的功能要求，在此基礎(chǔ)上應(yīng)增加道路通行的舒適性與穩(wěn)定性要求。

該工程鋼便橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)置了圈梁基礎(chǔ)與背墻，以便與周?chē)缆讽樈樱芨玫乇ＷC鋼便橋的穩(wěn)定性與行車(chē)舒適性；為方便鋼便橋的制作與施工，采用2 m一塊模塊化拼裝，根據(jù)施工需求增減；同時(shí)設(shè)置人孔方便豎井施工，避免鋼便橋?qū)κ┕さ母蓴_。

該工程1#豎井尺寸6.6×5.2 m。根據(jù)豎井尺寸需設(shè)置8×10 m保通用鋼蓋板，鋼蓋板需要5個(gè)模塊，1個(gè)模塊的保通用鋼蓋板長(zhǎng)L=8 m，寬2 m，具體要求如下：

（1）為滿足保通用鋼蓋板的施工安全和驗(yàn)算方便，主梁采用I56c工字鋼搭建；次梁采用I45c工字鋼，水平間距1 m，主梁與次梁采用焊接。基礎(chǔ)采用C30混凝土，背墻采用C40豆石混凝土。

（2）橋面板采用20 mm厚Q355B鋼板。

（3）基礎(chǔ)采用截面為C30混凝土基礎(chǔ)，長(zhǎng)1 000 cm，寬150 cm，高100 cm；基礎(chǔ)頂面設(shè)置2 cm厚橡膠板，通長(zhǎng)布置。

（4）鋪裝采用4 cm UHPC高性能混凝土。

鋼便橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3。

圖3 鋼便橋結(jié)構(gòu)平面圖（單位：cm）

3 鋼便橋結(jié)構(gòu)計(jì)算

該工程選用Midas軟件驗(yàn)算鋼便橋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。鋼便橋單片計(jì)算尺寸8×2 m，布置5道縱梁，10道橫梁。恒載采用橋面板自重+主體結(jié)構(gòu)自重+鋪裝自重；活載采用汽車(chē)荷載：城-A級(jí)。具體為1.2恒載（橋面板+主體結(jié)構(gòu)）+1.4汽車(chē)荷載。

鋼便橋模型如圖4，計(jì)算結(jié)果如表1。

表1 計(jì)算結(jié)果表

圖4 鋼便橋結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D64—2015）規(guī)定，最大應(yīng)力計(jì)算結(jié)果滿足Q355鋼的容許應(yīng)力要求、最大撓度滿足最大撓度規(guī)范要求。

4 鋼便橋施工要求

4.1 混凝土

基礎(chǔ)選用C30混凝土，背墻選用C40豆石混凝土（早強(qiáng)快硬），橋面鋪裝選用UHPC混凝土。

混凝土粗集料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈、級(jí)配合理、粒形良好、吸水率小的碎石或卵石，不得采用含有活性二氧化硅石料制成的粗集料，混凝土實(shí)心板的粗骨料粒徑不得超過(guò)板厚的1/3且不得超過(guò)37.5 mm。細(xì)集料應(yīng)選用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的中、粗砂，其細(xì)度模數(shù)宜控制在2.6～3.7之間，不得采用海砂。

UHPC由水泥、礦物摻合料、石英砂、添加劑、細(xì)集料、鋼纖維、減水劑等材料經(jīng)充分?jǐn)嚢栊纬蓜蛸|(zhì)的干混料后，按照一定質(zhì)量比例加水拌和、凝結(jié)硬化后形成。經(jīng)凝結(jié)硬化后形成的一種具有高抗彎強(qiáng)度、高韌性、高耐久性的水泥基復(fù)合材料。力學(xué)性能指標(biāo)如表2～3。

表2 UHPC力學(xué)性能指標(biāo)（無(wú)配筋）

表3 UHPC力學(xué)性能指標(biāo)（密配筋）

4.2 鋼材與焊材

工字鋼及鋼板均采用Q355B鋼材。Q355B的鋼材須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。鋼筋采用HRB400鋼筋，鋼筋應(yīng)符合《鋼筋混凝土用鋼第2部分熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2—2018）的規(guī)定。

焊接材料選用E5015焊條或與之相等同的焊絲，焊條應(yīng)符合《碳鋼焊條》（GB/T5117—1995）的有關(guān)規(guī)定。

4.3 橡膠墊塊

橡膠墊塊材料選用氯丁橡膠，其扯斷強(qiáng)度≥25 MPa，邵爾硬度A60±5，永久變形≤20%。

鋼便橋施工現(xiàn)場(chǎng)如圖5，鋪設(shè)完成后鋼便橋?qū)嵕皥D如圖6。

圖5 鋼便橋施工現(xiàn)場(chǎng)圖

圖6 鋼便橋完工實(shí)景圖

5 結(jié)論

該文依托北京市海淀區(qū)某熱力一次管線工程占路豎井臨時(shí)鋼便橋的設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用，提出了市政道路鋼便橋的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與施工技術(shù)：

（1）該工程鋼便橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)置了圈梁基礎(chǔ)與背墻，以便與周?chē)缆讽樈樱芨玫乇ＷC鋼便橋的穩(wěn)定性與行車(chē)舒適性；為方便鋼便橋的制作與施工，采用2 m一塊模塊化拼裝，根據(jù)施工需求增減；同時(shí)設(shè)置人孔方便豎井施工，避免鋼便橋?qū)κ┕さ母蓴_。

（2）選用Midas軟件驗(yàn)算鋼便橋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，鋼便橋的最大應(yīng)力及最大撓度計(jì)算結(jié)果均規(guī)范要求。

（3）通過(guò)在該工程的實(shí)際應(yīng)用，鋼便橋在保障交通通行效果的同時(shí)滿足了豎井施工的要求。