貝雷梁便橋的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

吳鳴飛

中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 浙江 杭州 311100

某橋梁工程便橋位置河道寬度為20m，為了維護(hù)便橋安全性，需要設(shè)定27m跨徑。便橋要求橋梁底部到河面距離為2m。原地面與水面間距為1.7m，因此需要處理橋頭高度。橋梁工程為貝雷梁橋，橋跨結(jié)構(gòu)為27m。橋梁應(yīng)用加強(qiáng)型、雙排單層結(jié)構(gòu)貝雷梁架。貝雷片上下采用連接片、型鋼鎖住，之后再鋪設(shè)槽鋼，確保槽鋼鋪設(shè)12mm，才可以形成便橋。

一、貝雷梁便橋設(shè)計(jì)原則

1.1 勘探施工場地

在設(shè)計(jì)貝雷梁便橋時(shí)，必須深入分析承載力。在確定承載力后，還需要關(guān)注場地巖土狀態(tài)?？碧讲僮鲿r(shí)，合理應(yīng)用原地鉆探方式，全面做好巖土分析，明確樁端極限承載力、樁周摩阻系數(shù)。注重處理勘探數(shù)據(jù)，計(jì)算巖土承重極限值，合理確定貝雷梁便橋承載力。

1.2 選擇構(gòu)件

貝雷梁便橋荷載傳遞如下：車輛荷載、面板荷載、桁架荷載、鋼桁梁荷載、管樁荷載、基礎(chǔ)荷載。按照行車荷載，分析橋面板、基礎(chǔ)、鋼管樁受力狀態(tài)，聯(lián)合地質(zhì)鉆探數(shù)據(jù)、水流沖刷系數(shù)，明確鋼管樁型、出水高度、工字鋼大小等。在設(shè)計(jì)貝雷梁便橋時(shí)，必須確?？煽啃浴踩栽瓌t。聯(lián)合現(xiàn)場施工，科學(xué)建設(shè)便橋，已經(jīng)成為前期規(guī)劃準(zhǔn)備的重點(diǎn)內(nèi)容。

1.3 便橋設(shè)計(jì)科學(xué)性

在設(shè)計(jì)貝雷梁便橋時(shí)，涉及到較多內(nèi)容。通常情況下，貝雷梁便橋施工所需人力、物力資源較大，因此對(duì)施工建設(shè)提出嚴(yán)格要求，必須確保貝雷梁便橋設(shè)計(jì)合理性。在設(shè)計(jì)貝雷梁便橋時(shí)，不僅要考慮到經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，還需要在有限物質(zhì)條件下，優(yōu)化貝雷梁便橋設(shè)計(jì)。優(yōu)化貝雷梁便橋，可以確?？偛季址桨负侠硇?，篩選空間組合方案、施工技術(shù)工藝，以此確保貝雷梁便橋設(shè)計(jì)滿足經(jīng)濟(jì)性要求，維護(hù)施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

二、貝雷梁便橋設(shè)計(jì)方案

2.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)

第一，選擇上部結(jié)構(gòu)形式：橋梁工程全長為225.58m，共包含27跨。橋梁兩端與河岸連接位置，應(yīng)用現(xiàn)澆鋼筋砼板。中間為貝雷梁。由于橋梁底座尺寸影響，每一聯(lián)貝雷梁兩端端柱間存在45cm空隙，貝雷梁梁端和現(xiàn)澆鋼筋混凝土板存在28cm空隙。在橋面板位置，設(shè)置1cm伸縮縫，并且填充彈塑性材料。每個(gè)主梁為雙排單層體系，水平向?yàn)樨惱琢浩?。在設(shè)計(jì)期間，需要將縱梁設(shè)置在橋梁寬度范圍內(nèi)，縱梁間距為180cm。沿著橋向，每相隔3m設(shè)置橫向支撐架，維護(hù)縱向橫向穩(wěn)定性，共同承擔(dān)受力。橫梁應(yīng)用20號(hào)槽鋼焊接成梁，且間距控制為1.5m。在設(shè)計(jì)期間，為了方便后期施工操作，橋面需要應(yīng)用預(yù)制鋼筋砼板，鋪設(shè)厚度為12-15.75m，形成整體化層，維護(hù)后期行車通暢。

第二，定型貝雷梁與附件：貝雷梁采用鋼桁架構(gòu)件，屬于橋梁主要受力構(gòu)件，包括斜桿、豎桿、上下弦桿。弦桿為10號(hào)槽鋼組合形成，上、下弦桿端部具有陰陽街頭，接頭設(shè)置桁架連接孔。斜桿、豎桿為8號(hào)工字鋼制作。附件涉及到橋座、端柱、支撐架。其中，支撐架為角鋼焊接。在連接兩排桁架時(shí)，需要將桁架組成整片主梁，排間距為45cm。在連接操作時(shí)，將空心圓錐筒插入桁架弦桿，肢撐架端栓固定。每一個(gè)主梁間距為180cm，使用10號(hào)槽鋼制作支撐架。在貝雷梁兩端安裝端柱，可以將上部荷載傳遞到橋座。橋梁座落時(shí)，設(shè)置在軸梁上。最大允許承載力為250kN，橋座可以有效支撐端柱，同時(shí)將桁架荷載向下部傳遞。每一排貝雷梁桁架，都對(duì)應(yīng)一個(gè)橋座。

2.2 橋梁下部結(jié)構(gòu)

通常情況下，橋墩應(yīng)用雙鋼管樁形成。單根樁設(shè)計(jì)承載力必須高于1200kN。與河岸靠近的橋墩，因巖層深度小，因此樁基長度受限，此時(shí)需要應(yīng)用D50cm鋼管樁6根，單根樁設(shè)計(jì)承載力高于600kN。每排墩頂都需要設(shè)置蓋梁。為了提升墩身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，管道內(nèi)應(yīng)用拋填片石擠淤處理，將砂漿灌注到管內(nèi)。鋼管樁選擇12mm鋼板制作，合理應(yīng)用打入式施工方法，將承載力作為深度控制指標(biāo)。在管頂5m范圍內(nèi)，可以作為水面活動(dòng)區(qū)，由于考慮到美觀性、防腐性要求，因此可以涂刷調(diào)和油漆。

2.3 分析橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)

第一，計(jì)算上部結(jié)構(gòu)受力：由于貝雷梁采用銷接法，會(huì)存在空隙虛位，無法對(duì)虛位的力傳遞影響進(jìn)行定量。為了確保工程安全性，每聯(lián)連續(xù)梁內(nèi)，應(yīng)當(dāng)按照簡支梁計(jì)算。由于橫梁剛度不及縱梁，因此荷載橫向貢獻(xiàn)限制大。基于安全層分析，使用杠桿法計(jì)算荷載橫向分布，邊梁橫向分布系數(shù)為0.5。通過相關(guān)計(jì)算可知，結(jié)構(gòu)承載能力明顯高于設(shè)計(jì)荷載，結(jié)構(gòu)安全性高。荷載橫向分布數(shù)值大，縱向荷載未考慮梁體連續(xù)性，因此結(jié)構(gòu)安全性較高。主梁橫向間距為1.8m，并且在橫向設(shè)置強(qiáng)支撐，所以橫向不會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)問題。

第二，分析下部結(jié)構(gòu)受力：根據(jù)雙柱蓋梁平面框架計(jì)算，單樁豎直設(shè)計(jì)反力為1028kN，單樁承載力設(shè)定為1200kN，基本可以滿足需求。通過計(jì)算可知，鋼管樁豎向失穩(wěn)反力高于1028kN，因此下部結(jié)構(gòu)具備安全保障。

三、貝雷梁便橋施工技術(shù)

開展貝雷梁便橋施工時(shí)，需要?dú)v經(jīng)以下步驟：第一，注重勘探施工現(xiàn)場，明確貝雷梁便橋施工場地。在標(biāo)記施工地點(diǎn)開展鋼樁施工，將工字鋼焊接在鋼樁頂部。在焊接處理后，無需立刻開展后續(xù)施工。確保焊接部位強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，再安裝縱向貝雷梁。安裝貝雷上弦工字鋼，鋪設(shè)車行道防滑鋼板。完成橋梁主體工程后，安裝和設(shè)置臨時(shí)護(hù)欄，維護(hù)貝雷梁便橋的可靠性與安全性。

3.1 施工要點(diǎn)

開展貝雷梁便橋施打操作時(shí)，通常應(yīng)用汽車吊、振動(dòng)錘打入法施工。為了維護(hù)鋼樁施打質(zhì)量，必須按照鋼樁型號(hào)，合理選擇振動(dòng)錘。為了維護(hù)施工效率與安全性，需要應(yīng)用釣魚法開展操作。釣魚法施工操作時(shí)，首先完成第一排鋼樁施工，之后鋪設(shè)橫梁，架設(shè)貝雷梁便橋橋面。完成橋面施工后，施打后續(xù)鋼樁，直至完成所有工程建設(shè)。在施打鋼樁時(shí)，必須注重以下要點(diǎn)：

第一，確定鋼樁位置：在確定鋼樁位置時(shí)，需要借助全站儀定位。定位操作時(shí)，由鋼樁吊起時(shí)觀測，確保標(biāo)記位置、施工位置控制在標(biāo)準(zhǔn)誤差內(nèi)，之后開展振動(dòng)操作。在施工建設(shè)期間，必須及時(shí)調(diào)整鋼樁偏移與位移，之后開展后續(xù)施工操作。

第二，鋼管樁施工：完成鋼樁定位后，鋼樁頂部應(yīng)用2cm鋼板，采用鋼樁焊接方式，可以為后續(xù)振動(dòng)錘夾吊提供便利。施工操作期間，緩慢吊起振動(dòng)錘，確保鋼樁與地面分離后，應(yīng)用繩索牽拉鋼樁底部，確保其準(zhǔn)確就位。施工建設(shè)期間，應(yīng)當(dāng)維護(hù)鋼樁橫向與縱向垂直度，對(duì)準(zhǔn)樁位后，緩慢下放鋼樁。在施打鋼樁時(shí)，必須檢測垂直度，確保垂直度、平面位置滿足建設(shè)要求。開展水上貝雷梁便橋施工時(shí)，準(zhǔn)確測量水位，確保鋼樁露出水面。在施工之前，需要在鋼樁上做好標(biāo)記。在施打鋼樁時(shí)，到達(dá)水面標(biāo)記位置，則停止敲打，同時(shí)將樁體高度控制在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，減少誤差影響。

第三，頂工字鋼焊接：焊接頂工字鋼時(shí)，需要應(yīng)用雙拼I32b工字鋼施工，同時(shí)在鋼樁鋼管切槽位置施工。在焊接操作時(shí)，遵循施工規(guī)范要求，確保焊接位置焊縫飽滿度，形成橫梁。焊接操作后，注重檢查焊接部位，及時(shí)整改不滿足施工標(biāo)準(zhǔn)的部位。在空曠地區(qū)拼接貝雷，組裝操作時(shí)，選擇適宜吊車吊裝貝雷，并且使用特制桁架銷子，連接貝雷片。在建設(shè)貝雷梁便橋時(shí)，使用支撐架螺栓，連接豎向支撐架、上下支撐架。安裝操作時(shí)，確保連接桁架螺母緊固效果。

第四，臨時(shí)護(hù)欄施工：貝雷架為下承式結(jié)構(gòu)，無需拼裝臨時(shí)護(hù)欄。頻雷應(yīng)用上承式結(jié)構(gòu)時(shí)，需要拼接臨時(shí)護(hù)欄。完成橋梁主體工程建設(shè)后，需要在貝雷梁便橋預(yù)留區(qū)間，將其作為臨時(shí)護(hù)欄施工空間。

3.2 鋼管樁施工技術(shù)

開展貝雷梁便橋施工建設(shè)時(shí)，按照貝雷梁便橋承重狀態(tài)，合理確定鋼樁型號(hào)。例如本工程建設(shè)，應(yīng)用Q235鋼板卷制鋼樁，長度為10m，深入分析鋼管樁施工技術(shù)。在貝雷梁便橋施工現(xiàn)場，合理應(yīng)用焊接接長方式。為了維護(hù)焊接位置強(qiáng)度，需要合理應(yīng)用加焊薄鋼板焊接法。鋼管樁施工操作時(shí)，合理應(yīng)用DZ61A振動(dòng)錘，科學(xué)施打鋼管樁。鋼管入土施打時(shí)，需要通過雙擊方式，固定鋼管管壁，確保鋼管下沉效果。鋼管振沉重，需要確保水位平緩，同時(shí)將鋼管樁插入到水底。待至鋼管樁到達(dá)河床后，優(yōu)化調(diào)整垂直度，再次定位鋼管樁，校準(zhǔn)垂直度。施工建設(shè)期間，如果入土深度不滿足技術(shù)要求，則需要接長鋼管樁，開展后續(xù)施工操作。鋼管樁高度與設(shè)計(jì)高度相同時(shí)，則停止施工。鋼管樁振沉操作時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保鋼管樁下沉長度小于5mm。由于鋼樁底部為繩索牽拉，因此繩索放松速度、鋼管樁下沉速度保持一致，防止鋼管樁位移和偏移。在施工操作中，無法避免誤差問題，應(yīng)當(dāng)并且誤差值范圍小于5cm，鋼管樁傾斜度小于1%。在組裝貝雷梁便橋時(shí)，需要實(shí)行整跨安裝操作，并且使用繩索牽拉。鋼樁振沉后，加焊剪刀撐與工字鋼，將分散部位連接為整體。

結(jié)束語

綜上所述，由于貝雷梁具備多種優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用到工程建設(shè)中。貝雷片結(jié)構(gòu)簡單、架設(shè)便捷、具備較強(qiáng)適應(yīng)性。便橋設(shè)計(jì)必須考慮到安全性、經(jīng)濟(jì)性與功能性特點(diǎn)。開展便橋施工時(shí)，需要在陸地搭接貝雷梁，將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場安裝。為了避免便橋軸線偏移，必須通過放線方式確定貝雷梁位置。完成蓓蕾量安裝后，焊接壓板與擋塊，使用螺栓進(jìn)行固定。完成貝雷梁拼裝后，橫向鋪設(shè)分配梁?，F(xiàn)場跟蹤管理便橋架設(shè)施工，不僅可以縮短施工周期，還可以簡化安裝操作，以此適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。