貝雷梁鋼便橋在淮安市里運河防洪控制工程中的應用

劉　偉劉兵兵張　燁

科技推廣與應用

貝雷梁鋼便橋在淮安市里運河防洪控制工程中的應用

劉偉1劉兵兵2張燁3

一、工程概況

江蘇省淮安市里運河防洪控制工程主要是通過在里運河上、下游段興建防洪控制工程，御洪水于主城區(qū)之外，使主城區(qū)免受洪水威脅，降低里運河汛期水位；同時在非汛期保證城區(qū)段里運河有一定的景觀水位，使城市與水親密結(jié)合，打造水韻城市。北門橋控制工程是里運河防洪控制的北控制樞紐，工程內(nèi)容包括1座孔徑30m的節(jié)制閘和寬度為25m的交通橋，采用閘橋結(jié)合方案，滿足擋洪、蓄水、景觀、城市交通及市政管線穿越的要求。工程的施工阻斷了淮安主城區(qū)重要的城市干道——人民路的交通，為了將工程施工帶來的影響降至最低，滿足工程周邊交通和施工方便，將“貝雷梁”引入施工便橋設計施工，取得了較好的效果。

二、工程設計

1.設計標準

設計車速為5km/h；便橋設計跨徑為18m×3=54m；便橋設計荷載為汽車-20級（即重車按60+120×2=300kN，輪距4+1.4m）；便橋橋面總寬為凈-9. 0+2×0.5=10.0m；通航標準為不通航；上部結(jié)構(gòu)為321軍用貝雷梁；下部結(jié)構(gòu)為鋼管樁。

2.水文地質(zhì)

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及圖紙資料，通航最高水位為10.50m，施工期水位為9.0～9.5m。地質(zhì)勘探深度為60m，分為8層，①層為淤泥或淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土，其余以粉質(zhì)壤土向粉質(zhì)粘土和粘土變化，地質(zhì)條件綜合評價穩(wěn)定性較好。

3.便橋結(jié)構(gòu)形式

便橋為貝雷梁鋼便橋，橋面凈寬9.0m，總寬10.0m。便橋采用上承式結(jié)構(gòu)，跨度18m，采用4個雙排單層321貝雷桁架（非加強）；分配橫梁采用30a型工字鋼，間距為1.5m；橋面采用16型工字鋼，橫斷面布置間距30cm；基礎采用Φ530×12mm鋼管樁，為加強基礎的整體性，每排橋墩的鋼管均采用10號槽鋼連接成整體，每排墩采用8根鋼管樁；墩頂橫梁采用28a型工字鋼。橋臺采用U型擴大基礎結(jié)構(gòu)，為保證橋梁正直和有效地承受風力，每格橋梁交叉設置兩根抗風拉桿。為保證施工期橋梁安全，在便橋西側(cè)設置4根Φ500×8mm鋼管樁防撞墩，防撞墩長度為6m。

4.貝雷縱梁驗算

便橋結(jié)構(gòu)自下而上分別為：Φ530×12mm鋼管樁、28a型工字鋼下橫梁、321軍用貝雷梁、28a型工字鋼分配橫梁（間距1.50m）、16型工字鋼橋面、10mm厚壓紋鋼板。EI＝1002×103kN·m2。

上部結(jié)構(gòu)恒載（分配至兩片貝雷梁上）主要考慮欄桿、護輪木、橋面壓紋鋼板、16型工字鋼、28a型工字鋼分配橫梁、321軍用貝雷梁以及抗風拉桿等。經(jīng)計算，q為6.45kN/m，M恒為261.23kN·m，Q恒為58.05kN，擾度f恒為8.80mm。

汽車荷載為汽車-20級，即按300kN（60+120×2kN），輪距4+1.4m計算，因便橋的橫向剛度較大，所以其橫向分布系數(shù)采用杠桿法，分雙列車和單列車計算，按偏安全考慮，m取0.967。則貝雷梁汽車活載情況下，M活為1146kN·m，Q活為218.93kN，擾度為30.31mm。

以恒載+汽車荷載組合，汽車荷載計入偏載系數(shù)和沖擊數(shù)，Mmax= 1554.08kN·m＜［M］＝1576.4kN·m；Qmax＝312.10kN＜［Q］=490.5kN；fmax=43.97mm ＜L/250=72mm，故采用雙片貝雷架可行，滿足要求。

5.橫向分配梁驗算

橫向分配梁采用28a型工字鋼，間距為1.5m，長度10m。為簡化考慮，橫向分配梁按計算跨徑L＝3.0m的簡支梁計算。計算汽車荷載取用300kN汽車荷載的后軸，即后軸120×0.5＝60kN，因縱向布置間距為1.5m，與后輪間距1.4m相差不大，故可按一排車輪計算，沖擊系數(shù)取1.2。經(jīng)計算，f＝3.15mm＜L/250=12mm，采用28a型工字鋼橫向分配梁安全。

6.縱梁計算

縱向梁采用16型工字鋼，間距為0.3m，跨度為1.5m，長度18m。考慮縱梁與橫梁為非固接連接，且一跨受荷時，旁邊跨將有向上翹的趨勢，因此縱梁實際為簡支之承，為簡化考慮，梁按計算跨徑L＝1.5m的簡支梁計算。計算汽車荷載取用300kN汽車荷載的后軸，即后軸120×0.5＝60kN，沖擊系數(shù)取1.2。經(jīng)計算，f＝1.12mm＜L/250=6mm，采用16型工字鋼橫向分配梁安全。

三、貝雷梁鋼便橋的實施

1.鋼管樁施工

每個橋墩采用 8根 φ530× 12mm鋼管樁，經(jīng)承載辦檢算，鋼管樁總長13.55m，入土深度8m，便橋鋼管樁入土深度不得少于8m。水中墩鋼管樁用浮吊吊運鋼管就位，采用1t氣動錘錘擊下沉鋼管樁，打入鋼管樁時，樁位平面位置在±10cm，樁頂標高在± 10cm，樁身垂直度小于1%，確保鋼管樁合理承載。每排鋼管樁下沉到位后，應進行樁之間的連接，增加樁的穩(wěn)定性，連接材料采用10號槽鋼，槽鋼尺寸需根據(jù)現(xiàn)場尺寸下料。

2.貝雷梁及橫向分配梁拼裝

樁頂橫梁采用28a型工字鋼，貝雷梁提前在陸上進行拼裝，然后用浮吊直接吊裝貝雷梁安裝在I28a上。貝雷梁安裝到位后，橫向、豎向均焊定位擋塊及壓板，并采用Ф20“U”型螺栓將其固定在I28a上。貝雷梁拼裝完畢，其上鋪設I28a橫向分配梁，間距150cm，I25a與貝雷梁間采用Ф16“U”型螺栓固定，每個節(jié)點1套螺栓。

3.橋面系施工

單跨便橋上部結(jié)構(gòu)安裝完成后進行橋面系施工，在橫向分配梁上鋪設間距30cm16型工字鋼，作為橋面行車道梁，在行車道梁上鋪裝10mm厚的壓紋鋼板（寬度為3m），即安成一跨的架設，依次逐跨延伸完成便橋施工。

4.施工注意事項

（1）每根鋼管樁的施打一定要做到連續(xù)性，中途間歇時間不可過長，以免繼續(xù)下沉困難。下沉過程中，要加強測量，檢測樁位、垂直度并控制好樁頂標高，及時牽引校正。

（2）鋼管樁之間的連接需滿焊，焊縫厚度須不小于12mm，并在鋼管接頭處采用加勁板加強。

（3）鋼管樁施工中如遇地質(zhì)與地勘報告差異太大，土質(zhì)較軟，樁的入土深度達設計要求而承載力不足時，可適當加大樁的入土深度。

（4）鋼管樁的節(jié)段焊接、型鋼的焊接以及各連接件的焊接等所有鋼結(jié)構(gòu)的焊接，都必須加強全過程監(jiān)管，保證焊接質(zhì)量。

（5）便橋平臺施工完成后，需做設計荷載試驗，確認安全后方可向前推進。

（6）為保證便橋承載安全，橋上行車不得重于30t，車速不得超過8km/h，嚴防載重汽車上橋。

四、結(jié)語

貝雷梁鋼便橋在該工程建設過程中發(fā)揮了非常重要的作用，其工程施工簡便、工期較短、安全性高，為工程建設期間周邊的生產(chǎn)、生活提供了極大的便利，為城市河道便橋工程建設提供了借鑒■

（作者單位：1.江蘇省淮安市水利局2230052.江蘇淮源工程建設監(jiān)理有限公司2230053.江蘇淮陰水利建設有限公司223005）