貝雷梁便橋在某水利工程中的運用

吳少強

摘要：在大多的資料中，介紹了貝雷梁作為下承梁的運用，而對上承式的貝雷梁的鮮有涉及，結合實體工程及公路橋涵的設計方法，簡單介紹了上承式貝雷梁在水利工程中的運用與設計。

關鍵詞：上承式；貝雷梁；便橋；水利工程；設計

1 工程概況

韓江某水利樞紐工程位于廣東省境內(nèi)，是韓江干流上游一座大型水利樞紐，是韓江下游及三角洲防洪、供水體系中的控制性工程。本工程采用兩期四段施工導流方式，其中二期工程包括右岸廠房、余下7.5孔泄水閘、右岸重力壩、魚道、排漂孔，混凝土工程量預計80萬m3，計劃工期1～2年。由于本工程的的生產(chǎn)設施主要位于左岸，雖然上游有單車道交通橋，但是上游交通橋主要承擔施工材料的運輸任務，交通繁忙，而且通過上游交通橋進入二期基坑，大約有3km的距離，線路較長，車輛來往不便，因此迫切需要在一期基坑內(nèi)修建一座施工便橋，承擔兩岸的材料、混凝土運輸。

2 橋型方案的確定

2.1 橋型布置的要點

按航道局、業(yè)主的要求，綜合考量，我們確定便橋的主跨徑為12m，最窄不得小于9m，并預留相應的凈空。二期一段工程建設期間，便橋上通行的車輛大多重載的施工車輛，有的還是特種重載拖掛車，甚至有超載車輛通行，故橋梁必須具備較大的承載力和剛度。

便橋使用周期約為1～2年，需具有一定的耐久性，并且便橋使用期末需要完全拆除，便橋應方便施工，施工周期要短，成本要低。

2.2 橋型方案的確定

根據(jù)上述分析，在常見的各種橋型中，我們發(fā)現(xiàn)型鋼一貝雷架組合橋十分合適以上要求。為此我們采用上承裝備式鋼貝雷架橋，下部采用鋼管柱接工字鋼鋼蓋梁。

2.2.1 鋼貝雷架的特點

參考軍用便橋的資料，貝雷梁是軍工定型產(chǎn)品，本單位有大量存儲、使用，而且貝雷梁易于購買，質(zhì)量易保證，能在現(xiàn)場快速裝拆，構件可以互換，能重復使用，組裝后的重量較輕，便于現(xiàn)場吊裝。使用貝雷梁作為主梁的便橋?qū)τ诒竟こ潭允且粋€快捷可靠的選擇。

2.2.2 鋼管柱及鋼蓋梁的特點

大直徑的鋼管柱具有足夠的承載力和剛度，自重輕，可回收利用，也便于在施工現(xiàn)場調(diào)整。工字鋼鋼蓋梁安裝快捷，自重輕，有利于減少樁頂?shù)姆戳Αｄ撋w梁與管柱能簡便可靠的連接。

3 設計要點

3.1 橋梁橫斷面的確定

常見的采用貝雷梁作為主梁的便橋多為下承式，只能單向單車道。而為方便施工車輛進出，汽車需要在便橋上雙向通行，因此，我們采用上承式。而且上承式橋梁的橋面寬敞，橋上視野開闊，與下承式相比更為適合本工程。雙車道的寬度為8m，外側(cè)設防撞欄桿，橋梁具體的橫斷面型式見圖。

3.2 上部結構

3.2.1 上部結構型式

橋梁全長261m，全橋共計19跨，除11跨～13跨，跨徑為9米外，其余跨徑為12m，每隔三跨貝雷梁段不插銷子，作為伸縮縫，橋梁兩端與縱向圍堰相接處采用現(xiàn)澆橋臺。主梁設5組，每組主梁采用雙排單層體系，即水平向由2片貝雷架組成，采用45cm支撐架聯(lián)為一體，而每層貝雷梁的豎向為一層。縱梁間間距160cm，順橋向每3m間距設橫向支撐架，確保縱梁橫向穩(wěn)定，共同參與工作。橫梁采用128工字鋼間距37.5cm設置。考慮到架設方便、快捷，橋面采用1.5cm鋼板，以利于行車通暢。

3.2.2 本橋所用定型貝雷梁及附件

貝雷梁是鋼桁架構件，作為橋梁的主要受力構件，由上下弦桿、豎桿及斜桿焊接而成，弦桿由兩根10號槽鋼背靠背組合而成，上下弦桿的端部有陰陽接頭，接頭有桁架連接銷孔。豎桿和斜桿有8號工字鋼制成。材料16Mn，每片重量為270kgo

附件包括支撐架、端柱、橋座。支撐架由角鋼焊接而成。用于兩片桁架之間的連接，把兩片桁架形成一組主梁，片之間的中心距45cmo連接時將其空心錐筒插入桁架弦桿或端豎桿支撐架螺栓內(nèi)，用支撐架螺栓固定。每片主梁之間中心距160cm，以10號槽鋼自制的加筋支撐連接。端柱安裝在一排貝雷梁的兩端，重量為70kg，用以將橋梁上的荷載傳至橋座上，橋梁落座時，將其騎在橋座的軸梁上。橋座用于支撐端柱，將桁架上部荷載傳至下部結構。

3.3 下部結構型式

一般橋墩采用三根DN630的鋼管柱，單根設計豎向承載力要求大于800kN；每排墩頂設蓋梁，采用工字鋼制作。為加強橋墩的橫向穩(wěn)定，地面高程以上設16號槽鋼制作的橫系梁。

為加強墩身自身的穩(wěn)定性，柱內(nèi)灌干砂至柱頂。鋼柱采用壁厚10mm的鋼板制作，采用打入式施工，以承載力為人土深度控制指標，鋼柱外噴涂防銹漆。鋼管樁的打人采用90kW的振動錘，打人時按振動錘的打樁公式確定手錘條件，持力層選擇全風化、強風化或弱風化巖。

3.4 上部結構受力分析

3.4.1 計算模式

考慮到每一貝雷梁單元之間采用銷接，不可避免的有空隙虛位，難以定量計算虛位對力傳遞的影響，為保險起見，連續(xù)梁按單跨的按簡支梁計算。而由于橫梁的剛度遠小于縱梁，對荷載的橫向影響有限，從安全考慮，荷載橫向分布采用杠桿法計算，邊梁的橫向分布系數(shù)為0.59。

3.4.2 計算結果（采用公路一級荷載，計算結果見下表）

3.4.3 承載能力校核

雙排單層桁架允許內(nèi)力：M=1576.4kN·m，Q=490.5kN。可見結構承載內(nèi)力大于設計荷載，結構是安全的。考慮到荷載橫向分布取值偏大，縱向沒有考慮梁體的連續(xù)的效應，因此結構安全是有保障的。由于主梁橫向間距僅1.6m，且橫橋向設置了強大的支撐，因此橫向不存在穩(wěn)定問題。

3.5 下部結構受力分析

考慮到加工誤差，柱按長20m偏心5cm實腹受壓柱計算，柱的長細比λ=80.1<[λ]=150，豎向承載800kN軸力時，穩(wěn)定性可以滿足要求。

4 橋面系的處理

本工程采用I28a的工字鋼上承1.5cm厚的波紋板，剛度能滿足行車要求，施工周期短，維護簡單，能快速拆裝，能重復利用，成本較低等優(yōu)點。

5 工程效果

各管理部門配合的條件下，我單位在拆除一期二段圍堰前，即完成施工便橋的施工，為二期一段圍堰的填筑創(chuàng)造了一個新的場地，加快了二期一段圍堰填筑的速度，保證了二期一段工程的順利進行。而且該橋在使用過程中完全滿足需要。

參考文獻

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