陈锁平
丹阳市朝阳城市管理养护有限公司,江苏 丹阳 212300
摘要:钢便桥是一种装配式钢结构桥梁,主要构件贝雷架可根据桥梁不同的跨度及荷载等级要求组合拼装,具有通用性强、安装速度快、无需大型机械、可回收利用、施工造价低等优点,在市政工程中作为一种临时结构被广泛应用。本文结合工程实例,对钢便桥的设计、施工及养护技术进行了总结,可为类似工程提供参考。
关键词:工程;钢便桥;应用
1 工程概况
丹阳市郑家桥位于阜阳路,桥梁位于学校周边,老桥存在一定的安全隐患,为满足城市交通安全的需求,将老桥拆除后重建,在施工期间,为不影响市民出行,尤其是满足周边学校新北门校区师生的出行,故在学校西门、北门各搭设一座临时钢便桥,供学校师生及周边居民作为人行和电瓶车临时通行。
2 钢便桥设计
2.1 河道概况
临时钢便桥跨越丹阳市内城河,内城河有通航要求(详见技术标准),桥位处现有驳岸标高7.5m,河宽30m,以河床标高为±0.00m,水面标高2.4~2.9m不等,河底宽12m。
2.2 技术标准
①荷载标准:人群荷载是按《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2012)第10.0.5条计算。②桥梁跨度为30m,宽度是净宽4m。③通航要求:通航宽度不小于20m,通航高度不小于3m。④设计使用年限是1年。⑤安全等级为一级。
2.3 结构设计
钢便桥采用“1-30m”的简支梁结构,桥面净宽4m。上部结构主梁采用321型贝雷片支架,横向分配梁采用25#工字钢,下部结构为两端河道现状驳岸桥台,桥面采用8#槽钢焊成骨架,防滑钢板焊接,每块桥面板宽1m,长1.5m,厚5cm,并配备栏杆、照明及附属设施。如图1所示。
321贝雷片分成四组,每两组组成一组贝雷架,共组成两组贝雷架。贝雷片尺寸为高1.5米,长3米,每片贝雷片设置上下弦杆。每两组贝雷片之间用45厘米宽的花窗连接。两组贝雷架之间用25工字钢连接,每片贝雷片上设置3根25工字钢,工字钢上铺设钢骨架片。
2.4 钢便桥施工方案设计
桥梁支墩用两岸河道驳岸挡墙作为支墩,在原有挡墙顶浇作50厘米厚,80厘米宽,7米长的钢筋砼的支墩。因现场场地较小,在施工时用2排直径为219mm的钢管桩做临时支墩,每排两根,钢管桩顶用工字钢连接成一个整体,如图2所示。
吊装时先吊装中段贝雷架,中段贝雷架就位后,用直径22钢筋把贝雷架临时固定在钢支架上,然后再吊装两个边段贝雷架,当两组贝雷架梁安装结束后,就吊装工字钢横向钢梁,然后再铺设钢骨架,钢骨架铺装结束后,铺设桥面板。用贝雷架梁做栏杆,用钢防护网固定在贝雷梁上,防止行人落入河里。
2.5 钢便桥计算
(1)临时钢管支撑承载力计算:
钢便桥在验算时,临时钢支架不考虑,按跨径30米验算贝雷架弯矩、剪力和挠度。
单桩容许承载力计算式如下:
[P]=1/安全系数*[桩侧极限摩阻力+桩底极限端阻力]
单根钢桩承载力计算式:[P]=1/2[U∑liτi +AσR ]
P—单桩轴向受压容许承载力kN;U—桩周长;li—桩在承台底面或最大冲刷线下的第i层土层中的长度;τi—与相对应各土层与桩侧的极限摩阻力;A—桩底面积;σR—桩底处土的极限承载力
③层土摩擦阻力标准值为22kPa,④层土摩擦阻力标准值为55kPa,直径219mm钢管桩周长L为0.68766米。
根据以上参数可以计算出单桩容许承载力:
[p]=1/2*[0.68766*1*4*22+0.68766*1*2*55]
=1/2*[60.51+75.64]=68.08kN
本工程贝雷架重量及施工荷载计算如下:
G贝中=(270+70*2)*7*2*2=114.8kN
G贝边=(270+70*2)*2*2*2=32.8kN
GZ=G贝中/2+G贝边/2=5.74+1.64=73.8kN
本工程临时支撑下设4根钢管桩,单根容许承载力:[P]=68.08kN,则每个临时支撑下钢管承载力总计为:[Pz]=68.08*4=272.3kN。
则[Pz]=272.3kN>Gz=73.8kN。故临时支撑承载力满足贝雷架梁架设期间安装荷载的要求。
(2)贝雷梁验算
贝雷片G1=270*11*4=11880kg=118.8kN
上、下弦杆:G2=70*2*11*4=6160kg=61.6kN工25:G3=5.5*43.6*3*11=2637.8kg=26.38kN
钢骨架:G4=100*4*11=4400kg=44kN;
木板:G5=4*33*0.05*0.8*1000=5280kg=52.8kN
桥面设计荷载为:600kg/m2
G=G1+G2+G3+G4+G5=118.8+61.6+26.38+44+52.8=303.58kN
总荷载为q=303.58/33+6=15.2kN/m
查《装配式钢桥使用手册》表得:E=206*103MPa,容许弯矩[M]=3265.4kN.m,容许剪力[τ]=490.5kN, Ix=2148588.8cm4。
按简支梁进行计算:
①弯矩验算:Mmax=ql2/8=15.2*302/8=1710kN.m<[M]=3265.4kN.m ,满足要求。
②剪力验算:Tmax=ql/2=15.2*30/2=228kN<[T]=490.5kN,满足要求。
③挠度验算:
f=5*ql4/(384*E*I)
=5*15.2*304*1012/(384*206*103*2148588.8*104)=36.2mm<L/400=30000/400=75mm,满足要求。
3 钢便桥养护
临时钢便桥须进行全方位的检查和保养,以确保钢便桥的使用安全。
①钢便桥上须设置与保管好警示标志,以防船只、车辆碰撞钢桥。在桥端入口处必须设有警示牌,提醒超重车辆禁止通过此桥。②检查护栏是否损坏,如有损坏,及时修复,对护栏警示漆不明显区域进行涂漆。③定期(一般为一月)检查桥面,连接板是否有翘曲、焊缝断裂情况,要及时修复。④定期检查横向分配梁抱箍螺栓松动情况,对螺栓、螺帽脱落的部位及时安装复原。⑤定期检查贝雷片连接处的销子、定位销的松动脱落情况。⑥定期检查贝雷梁节点位置在使用期间是否有较明显的变形及损坏。⑦经常检查钢便桥各钢件之间的焊缝。如出现焊缝断裂等,及时补焊。
4 钢便桥拆除
4.1 桥面系割除
首先拆除桥面组合防滑钢板,栏杆利用人工割除后,吊装上平板车转运到岸上回收场。
4.2 贝雷架拆卸
工字钢分布梁拆除后,将贝雷架拆除,贝雷梁在岸上分解成单片贝雷,吊装上平板车转运到岸上回收场。
(1)拆除吊装重量计算
钢便桥在验算时,按跨径33米验算贝雷架弯矩、剪力和挠度。
单侧贝雷片G1=270*11*2=5940kg=59.4kN
下弦杆:G2=70*11*2=1540kg=15.4kN
G=59.4+15.4=74.8KN=7.5吨;总荷载为q=74.8/33=2.23kN/m
(2)吊机选择
一侧贝雷架总重量为7.5吨,选择1台8吨吊机一端辅助、1台50吨吊机另外一端主吊,整体吊装,起吊点距离端部6m。
4.3 驳岸恢复
钢便桥拆除后应对驳岸进行恢复,驳岸恢复样式与原驳岸样式统一。驳岸填料应采用路基填筑土方进行分层回填,分层厚度不大于20cm,填筑完成后进行河道驳岸刷坡处理,修复好的驳岸线形应与原驳岸边顺接。
5 结语
钢便桥安装拆卸方便快捷,一次性耗材少,成本较低,无污染。综合而言,在跨河地区临时市政跨河工程建设中,应结合施工现场的实际现状,有针对性地进行临时钢便桥架设工作。
参考文献:
[1]包建平,杨振兴.水上贝雷梁钢便桥设计、验算与施工.上海建设科技.2012,(06).