淺談鋼筋混凝土板在鋼便橋上的應用與設計

張進騰

（福建路發工程勘察設計有限公司， 福建 泉州 362000）

1 概述

傳統鋼便橋是在工字鋼或貝雷梁上，鋪設工字鋼、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預制鋼筋混凝土板作為橋面，能有效降低工程造價，提高施工速度。

2 鋼筋混凝土板橋面比傳統鋼橋面具有的技術經濟優勢

2.1 造價成本低

傳統鋼便橋采用工字鋼、槽鋼或鋼板作為橋面，橋面用鋼量約180kg/m2,需要進行鋼材切割、焊接等作業，工序繁多，人工和材料成本高，橋面造價約1000 元/m2；而鋼筋混凝土板采用集中預制，平板車運輸到現場吊裝，造價僅需300 元/m2。鋼筋混凝土板橋面比傳統鋼橋面成本優勢明顯。

2.2 施工速度快

鋼筋混凝土板采用分塊預制。在每一跨貝雷梁施工完成后，立即安裝橋面板，由于采用機械作業，單跨橋面板在1～2 個小時內即可施工完成。而傳統鋼橋面，需要大量切割、電焊作業，人工施工速度慢，完成單跨鋼橋面約1～2 天。

2.3 行車噪音小

鋼橋面上車輛通行時，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原狀，這一過程中產生刺耳噪音。混凝土橋面板自身剛度大，不易變形；在預制場統一預制，每塊混凝土板高度一致，橋面較平整，行車噪音小。

2.4 后期維護費用低

鋼便橋在使用過程，因汽車或施工機械振動，容易造成橋面鋼板與工字鋼（槽鋼）之間的焊接點開裂、脫落，鋼橋面要經常維修。而預制鋼筋混凝土板是采用螺栓固定，細小位移并不影響鋼便橋的使用，后期保養費用低。

2.5 耐腐蝕性好、使用壽命長

在沿海地區，特別是海面上搭設的鋼便橋，在高溫、高濕、高鹽環境下，鋼材容易腐蝕；車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。而預制鋼筋混凝土板的鋼筋受到混凝土保護，耐腐蝕性能顯著，可長期周轉使用。

3 鋼便橋的設計

鋼便橋主要用于混凝土攪拌運輸車和自卸汽車通行，正常通行的車輛荷載≯80t，按80t 汽車作為設計荷載。800KN 汽車要技術指標:前軸壓力200KN、后軸壓力3×200KN。

3.1 下部結構

鋼便橋橋面設計寬度一般為6m 或8m，基礎采用鋼管樁。鋼便橋標準段采用單排墩，間隔4 跨布設一座制動墩。每墩橫向設置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。橋寬8m 時布置4 組8 排貝雷梁，橋寬6m 時布置3 組6 排貝雷梁。

3.2 上部結構

鋼便橋主梁采用321 貝雷片拼接成貝雷梁，鋼便橋標準跨徑一般選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 設置[16#槽鋼，將貝雷梁橫向連成整體。貝雷梁上直接鋪設預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，板長度與鋼便橋寬度等寬。橋面板采用螺栓固定在貝雷梁上，兩塊橋面板之間設置橡膠或硬木防沖墊塊，防止使用過程中相互碰撞損壞。

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 鋼筋混凝土預制板受力計算

鋼筋混凝土橋面板寬2m，長8m，厚0.2m，按單向板計算。汽車荷載兩后軸間距1.35m，小于橋面板寬2m，按一塊板承受兩個后軸車輪計算。

（1）荷載計算：P=200*1.3=260KN（安全系數30%）

（2）內力計算：橋面板最大跨度為1.31 米，按簡支梁驗算。

Mmax＝PL/4＝260*1.31/4＝85 KN.m

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

（3）鋼筋配筋計算：

單塊預制板寬度b=2000mm，h=200mm，砼保護層as=35mm，預制板凈高度h0=200-35=165mm；

混凝土選用C30，砼抗拉強度設計值ft=1.43N/mm2；鋼筋選用HRB400，鋼筋抗拉強度設計值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）抗剪強度驗算

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

鋼筋混凝土設計滿足構造及受力要求。

4 鋼便橋的施工

4.1 施工準備

鋼筋混凝土板在預制場集中預制，模板選用優質鋼模，嚴格控制模內尺寸，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棒振搗密實。混凝土初凝前用路面刻槽機沿長度方向刻槽，混凝土拆模后覆蓋土工布灑水養護。

將貝雷片拼接成單排貝雷梁，每兩排貝雷梁用90 型支撐架拼裝成整體貝雷梁，12m 長度為一節段以便吊裝。

4.2 鋼便橋的搭設步驟

吊車就位后起吊鋼管樁，用振動錘振動鋼管樁下沉，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，根據樁頂設計標高，將鋼管樁頂切割槽口，將工字鋼分配梁吊放在槽口內，然后將分配梁與鋼管樁槽口底滿焊焊成整體。

分配梁上方架設貝雷梁，待貝雷梁安放平穩后用槽鋼將各組貝雷梁連成整體，用槽鋼限位框將貝雷梁固定于樁頂分配梁上。然后鋪設橋面板，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。

吊車在已架設首跨鋼便橋上就位，按以上步驟繼續完成下一跨鋼便橋搭設，每完成一跨鋼便橋的后要及時安裝欄桿。

5 結語

通過工程實踐，筆者認為預制鋼筋混凝土板應用在貝雷梁鋼便橋上，能有效節約工程造價，加快速度，節能降耗，提高經濟效益，值得推廣應用。