跨越通航河道貝雷架鋼便橋施工技術

左永發（中鐵十七局集團上海軌道交通工程有限公司，上海 200135）

1 工程概況

鋼便橋位于蠡塘河沖積的河口三角洲內，濟學路與濱河路交口南側，橋梁采用 12 m ＋ 24 m ＋ 12 m 跨越現狀約30 m 寬河道，橋面寬 9 m，橋面標高 5.803 ～ 6.511 m（最高點位于 2 號橋墩處）；鋼便橋下部河道是澄湖混凝土公司進出的唯一通道，屬等外級航道，航道凈空標準為 12 ×2.5 m ，由于便橋處通行船只較大且處于河道彎道處，航道凈寬要求按 18 m 控制，最高通航水位按 1.49 m 控制，梁底最低標高按 4.25 m 控制。

橋梁主梁采用 48 m 長國產加強貝雷梁（1.7 m 高桁架片），兩端直接放在混凝土蓋梁上，中間放置在橋墩上，橋后設置 6 m 長橋臺搭板。主梁上設置分配梁，分配梁采用22 a 號熱軋普通工字鋼，間距按 83 cm ＋ 76 cm 布置。分配梁上設置橋面板，采用 12 # 熱軋普通工字鋼 +1 cm 厚花紋面板，縱梁間距 23.9 cm。兩片貝雷梁之間采用橫向連接組成標準梁組，貝雷梁上下分別增設加強弦桿。

2 施工方法

2.1 橋 臺

橋臺基礎為Φ1 000 mm 鋼管樁、壁厚 17 mm，鋼管樁樁樁內設置鋼筋籠并澆筑混凝土，用來加固樁基礎；樁基礎上方澆筑 10 cm C 20 混凝土墊層，墊層上方施做鋼筋混凝土蓋梁、背墻及耳墻，背墻后方采用道渣回填，回填后上方施做搭板。

2.2 橋 墩

橋墩為橫向 2 排、縱向 4 排的Φ600 mm 鋼管群樁。

打樁用 DZP 90 振動錘，75 t 履帶吊配合作業。縱向樁之間采用 20 # 槽鋼進行剪刀撐及平聯聯結，橫向樁之間同樣采用 20 # 槽鋼進行剪刀撐及平聯聯結，樁頂采用成品樁帽并加焊 1 cm 厚的翼板（8 塊）保證樁帽與鋼管連接可靠；在樁帽上方縱向放置鋼蓋梁 4 道 4 拼 25 # 工字鋼，橫向放置鋼蓋梁 1 道 10 拼 25 # 工字鋼，在鋼蓋梁上方放置貝雷梁（安裝加強弦桿），在貝雷梁上方放置 22 # 工字鋼分配梁，上方安裝新型橋面板 2 × 3 m。

DZP 90 振動錘參數：電機功率 90 kW，靜偏心力矩470 Nm，振動頻率 1 050 r/min，激振力 58 T，空載振幅10.2 mm，空載加速度 12.1 g，最大加壓力 16 T，最大拔樁力 25 T，外型尺寸長（L）= 1.523 m，寬（W）= 1.25 m，高（H）2.33 m，總質量 6 160 kg，振動質量 4 560 kg。

施工步驟如下。

第一步：提前施工 0 號橋臺，履帶吊在河道圍堰內側起吊振動錘施工 1 號橋墩鋼管樁。

鋼管樁定位放點及鋼管樁接樁操作比較困難，固采用臨時平臺進行放樣、鋼管樁接樁及后續施工，臨時平臺采用貝雷架制作，采用兩組貝雷片中間插打臨時過渡鋼管樁，一端放置于河道圍堰上方，另一側放置于河道內臨時鋼管樁上方焊接牢固，在貝雷梁上焊接 1 號橋墩的限位槽鋼，以確定鋼管樁的位置。

第二步：拼裝第一跨貝雷梁（安裝加強弦桿），安裝好分配梁，鋪設好橋面板，履帶吊坐于第一跨鋼便橋上起吊振動錘施工 2 號橋墩過渡鋼管樁。因第二跨為 24 m，該跨跨度較大，施工難度較高，需插打臨時過渡樁，且履帶吊的最大安全旋轉半徑為 15 m，在施工 2 號橋墩時履帶吊需在鋼便橋上施工，所以臨時過渡樁的承載力需進行驗算，通過驗算，過渡樁需打設 4 根鋼管樁，分別為兩根 1 000 mm，壁厚為 12 mm，長度為 24 m 的鋼管樁，兩根 610 mm，壁厚為 10 mm，長度為 24 m 的鋼管樁。

當臨時鋼管樁施工完成后，在鋼管樁樁頂采用氣割制作安放 60 # 雙拼 H 型鋼的槽位，安放 60 # 雙拼 H 型鋼，安放完成后，安放含加強弦桿的貝雷梁，在貝雷梁上方放置 22 #工字鋼分配梁，上方安裝新型橋面板。

2012年，按照加快實施最嚴格水資源管理制度試點相關要求，上海市水務局組織編制了 《上海市水資源管理系統實施方案》，啟動了新一輪水資源管理系統建設，一是在已有水資源監測的基礎上進一步優化完善信息采集，形成與實行最嚴格水資源管理制度相適應的水資源監控能力；二是建立市區兩級水資源管理應用系統，進一步增強支撐水資源定量管理和對“三條紅線”執行情況進行考核的能力。

打樁時鋼管的垂直度是控制的關鍵，一般用兩臺卷揚機隨時調整鋼管的垂直度，2 臺卷揚機拉力方向和吊機吊桿方向均為 12° 夾角，當偏向某一方向時，另兩個方向則施加拉力予以調整。

第三步：按第一步施工順序施工 3 號橋臺的鋼管樁及橋臺。

2.3 主 梁

貝雷桁架分為兩種組織形式，分別采用雙排單層聯結和三排單層聯結。

第一跨：該跨長度為 12 m，共使用 18 片貝雷桁架，安放時按 2 m ＋ 3 m ＋ 3 m ＋ 2 m ＋ 3 m ＋ 3 m ＋ 2 m 擺放貝雷梁。首先單片貝雷桁架由 4 片標準貝雷片拼裝而成的貝雷梁（12 m），在其上下各安裝加強弦桿；待拼裝完成 18 片貝雷桁架后，采用寬度為 0.45 m 的支撐架將 2 片貝雷桁架連接為整體，制作為雙排單層貝雷梁，制作該貝雷梁3 組；采用寬度為 0.9 m 的支撐架將 3 片貝雷桁架連接為整體，制作為三排單層貝雷梁，制作該貝雷梁 4 組。

第二跨：該跨長度為 24 m，共使用 18 片貝雷桁架，安放時按 2 m ＋ 3 m ＋ 3 m ＋ 2 m ＋ 3 m ＋ 3 m ＋ 2 m 擺放貝雷梁。首先單片貝雷桁架由 8 片標準貝雷片拼裝而成的貝雷梁 5 m ＋ 3 m，在其上下各安裝加強弦桿；待拼裝完成 18 片貝雷桁架后，采用寬度為 0.45 m 的支撐架將 2 片貝雷桁架連接為整體，制作為雙排單層貝雷梁，制作該貝雷梁3 組；采用寬度為 0.9 m 的支撐架將 3 片貝雷桁架連接為整體，制作為三排單層貝雷梁，制作該貝雷梁 4 組。

每排各貝雷片之間用帶保險插銷的銷子聯結，上下弦全部加設加強弦桿，弦桿與貝雷片由弦桿螺栓聯結。左右兩排每節貝雷片之間設置支撐架加以穩固，置于每節貝雷片頂面中央之水平位置，用支撐架螺栓與貝雷片聯結。

分配梁的安放按照 83 cm ＋ 76 cm 擺放。分配梁分為兩種，一種為帶螺栓孔的 22 # 工字鋼，該分配梁的作用包含支撐、固定橋面板及安裝波形護欄等作用；另一種為普通22 # 工字鋼，該分配梁的主要作用為支撐作用，每根分配梁采用專業夾具固定牢固。分配梁上方安裝成品橋面板，該橋面板為 12 # 的槽鋼及 1 cm 的花紋鋼板，每塊橋面板在安裝好后，均為獨立橋面板，不會出現普通橋面板受力不均勻的現象。

3 貝雷梁、支架及基底應力檢算

鋼便橋驗算以 24 m 跨度作為計算模型，上部為貝雷片上層式結構，下面主要就貝雷梁、承重梁、鋼管樁驗算穩定性。

有關技術參數：每片貝雷梁承重彎矩為 97.5 t/m，汽車荷載按 150 t 計，鋼管外徑D= 610 mm，內徑d= 590 mm。

3.1 荷載確定

按 24 m 跨度計算橋面均布荷載。面板（10 mm 厚花紋板、12 # 的槽鋼、2 × 3 m/塊）：自重 36 × 0.895 t =32.22 t，加上護欄等配件按 40 t 計算；“321”貝雷桁梁（1.5 m 寬、3 m 長）的貝雷片單片重 270 kg，加上配件，24 m 跨度共重：67 t；分配梁及承重梁 24 m 寬度共重：12.08 ＋ 10.51 ＋ 1.2 = 23.79 t ，約 24 t，則該跨梁重 40 ＋67 ＋ 24 = 131 t。

3.2 貝雷梁跨度檢算

實際跨度取L=24 m；（60L/2+5.45L/8）/8=92.04（t/m）；因 92.04 ＜ 97.5，滿足要求。

3.3 鋼管支架檢算

3.3.1 鋼管的力學性能

3.3.2 鋼管承受壓力檢算

4 鋼管樁容許承載力檢算

根據工程勘探報告，入土深度地層如下：0.5 m 淤泥+ 4 m 粉土 + 7 m 淤泥質粉質黏土 + 5 m 黏土。淤泥極限側阻力標準值取 15 kPa，粉土極限側阻力標準值取 60 kPa，淤泥質粉質黏土極限側阻力取 30 kPa。樁端土極限端阻力標準值取 200 kPa。

上述數據根據相關取值，則樁的承載力：

最不利情況為 2 根樁承受設計荷載，每根樁的計算荷載：（1 000/2+5.45×24/2）=565.4 kN。

以上合計：632.7 kN＞565.4 kN。

鋼管樁入土需要 16 m，水深 4 m，樁頂高出潮水位2.5 m 鋼管總長為 24 m，能夠滿足鋼便橋承載力要求。

5 結 語

（1）鋼便橋安拆方便快捷，一次性耗材少，成本相對較低，無污染；

（2）施工過程中安全交底和防護工作要到位；

（3）使用過程中要定期和不定期對結構的穩定性進行測量、觀察和檢查；

（4）使用過程中要限制車速，不允許兩輛重型車輛同時在橋上運行；

（5）鋼管樁垂直度是打樁過程中控制的重點和難點。

（6）準確的承載力取值為鋼管樁設計提供了可靠依據，只有鋼管樁基礎的承載力符合設計要求才能保證上部結構滿足施工要求，同時對貝雷梁、工字鋼（分配梁）、槽鋼和面板做出準確的驗算，才能確保鋼便橋的整體安全。