一、工程简介
某高速公路跨江钢便桥全桥长12米,单跨,单车道。单跨采用四排单层 “321”型军用贝雷架加加强弦杆拼装而成(按四排单层贝雷架计算),Ⅰ25a工字钢横向分配梁,布置间距0.75米,长度6米;铺设10mm厚加肋钢板作桥面,便桥宽6m。桥台采用200cm×600cm混凝土扩大基础。
二、桥位选址及布置
根据施工便道的位置和河道泄洪条件,保证与施工便道贯通。 根据两岸接线位置、地形、高差和地质等情况,测定最适宜的桥梁中线;测量河流宽度,测定推出桥梁跨径
三、贝雷架桥面结构
1、桁架及销子
桁架结构由上下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成。上下弦杆的一端为阴头,另一端为阳头。阴阳头都有销栓孔。两节桁架连接时,将一节的阳头插入另一节的阴头内,对准销子孔,插上销子。弦杆焊有多块带圆孔的钢板,其中有:弦杆螺栓孔,在拼装双层或加强桥梁时,在此孔插桁架螺栓或弦杆螺栓,使双层桁架或桁架与加强弦杆结合起来;支撑架孔,用于安装支撑架。当桁架用在桥梁上部时,使用中间两个孔;当桁架用作桥墩时,用端部的一对孔,以加固上下节桁架。下弦杆两端钢板上的圆孔及弦杆槽钢腹板上的长圆孔叫做风构孔,用以连接抗风拉杆。下弦杆设有4 块横梁垫板,上有栓钉,以固定横梁位置。端竖杆有支撑架孔,为安装支撑架、斜撑与联板用。端竖杆及中竖杆的矩形孔叫做横梁夹具孔,用来安装横梁夹具。
2、加强弦杆
加强弦杆是为了提高桥梁的抗弯能力,发挥桁架腹杆的抗剪作用。桥梁端部弯矩小,故首尾节桁架均不设加强弦杆。加强弦杆,两端设有阴阳头,中部设有支撑架孔与弦杆螺栓孔。弦杆螺栓孔板反焊于杆件的一面,使连接加强弦杆与桁架的弦杆螺帽不致外露,保证桥梁推出时顺利通过滚轴。加强弦杆与桁架连接。斜撑的作用在于增加桥梁的横向稳定,其两端各有一空心圆锥形套筒,上端连于桁架端竖杆支撑架孔,下端则连在横梁短柱上。每节桥梁在桁架后端竖杆(以桥梁推出方向为前方)上各装一对斜撑,桥头端柱上另加一根。斜撑与桁架和横梁的连接用斜撑螺栓。
3、联板
联板用撑架螺栓连在第二排与第一排桁架的端竖杆上。
4、支撑架
支撑架,用撑架螺栓连接于第一排与第二排桁架之间,使成一整体。架设双排单层桥时,每节桁架(或加强弦杆)顶面之水平位置各安装一个;三排桥梁支撑架安装部位与双排桥梁同。上述斜撑、支撑架及联板都备有空心圆锥形套筒,安装时如套筒不能完全压入孔眼,只需旋紧螺栓,套筒自可导入孔眼内。
5、抗风拉杆
抗风拉杆,两端各有一个销钉孔,并有用链条系挂的销钉,利用该销钉使抗风拉杆与桁架连接。杆中部设有连接夹,以便弯折,便于运输。杆上还备有反向螺纹的松紧螺旋套,用来调整拉杆长度。螺旋套内设有小垫块,称作“长度指示块”。转动螺旋套至杆端触及垫块,表示拉杆已处于正确长度。螺旋套一端并附设销紧螺母,以防拉杆松脱。每格桥梁需用交叉设置两根抗风拉杆,承受垂直于桥梁任何一侧的风力。抗风拉杆保持正确长度,以保证桥梁正直和有效的承受风力。
四、贝雷架参数:
1、主梁组合类别
构成主梁的桁架可以数排并列或双排叠置,主梁断面组合形式分别是单排单层、双排单层、三排单层、双排双层、三排双层。另外,为增加主梁的桁架的强度,在桁架上弦上面和下弦下面,另可以连接一加强弦杆,称为加强型。断面组合形式不加强的5种,加强的5种,一共10种组合。
2、主梁几何特性(表1-1)
组合类别 | W(cm3) | E(cm4) | |
单排单层 | 不加强 | 3578.5 | 250497.2 |
加强 | 7699.1 | 577434.4 | |
双排单层 | 不加强 | 7157.1 | 500994.4 |
加强 | 15398.3 | 1154868.8 | |
三排单层 | 不加强 | 10735.6 | 751491.6 |
加强 | 23097.4 | 1732303.2 | |
双排双层 | 不加强 | 14817.9 | 2148588.8 |
加强 | 301.7 | 4596255.2 | |
三排双层 | 不加强 | 22226.8 | 3222883.2 |
加强 | 45962.6 | 64390.0 |
容许内力 | 不加强 | 加强 | ||||||||
单排单层 | 双排单层 | 三排单层 | 双排双层 | 三排双层 | 单排单层 | 双排单层 | 三排单层 | 双排双层 | 三排双层 | |
弯矩 | 788.2 | 1576.4 | 2246.4 | 3265.4 | 4653.2 | 1687.5 | 3375.0 | 4809.4 | 6750.0 | 9618.8 |
剪力 | 245.2 | 490.5 | 698.9 | 490.5 | 698.9 | 245.2 | 490.5 | 698.9 | 490.5 | 698.9 |
1、上部恒载
①、贝雷架:1.5T/m;
②、桥面钢板:6×0.01m×7.9t/m3=0.474T/m;
③、Ⅰ25a分配梁:1.49KN/m;
④、Ⅰ16a纵梁:2.09 KN/m。
恒荷载:q= (1.5+0.474)×9.8+1.49+2.09=22.93KN/m。
2、活荷载
①、按《公路桥涵设计通用规范》中公路-Ⅰ级荷载550KN重车;
②、人群荷载及施工荷载:4KN/m。
考虑便道实际情况,此便道为单车道,一次只允许一辆车通行。
3、弯矩M计算
便桥受力图示如下:
18米跨径(四排单层加强贝雷桁架)
1、实际弯矩计算
M=1.2ql2/8+1.4pl/4
=1.2×19.35×182/8+1.4×784×18/4
=5879.61KN.m
2、实际剪力计算
Q=(1.4p+1.2ql)/2
=(1.4×784+1.2×19.35×18)/2
=757.78KN.m
3、最大允许弯矩、剪力、挠度(按两组三排单层贝雷架计算)
[M]=3375×2= 6750KN> M=5879.61KN.m
[Q]=490.5×2= 981KN> Q=757.78KN.m
[f]=L/400=18000/400=45mm
f=5ql4/384EI+Pl3/48EI= 5×19.35×180004/(384×2.1×105×1154868.8×104)+784×1000×180003/(48×2.1×105×1154868.8×104) =49.91mm。
因为是两组双排单层贝雷架所以扰度为f=49.91×0.5=25mm<45mm。18米便桥满足结构受力要求,故本方案可行。
六、施工安全
1、洪水季节,安排汛期值班人员检查水位对便桥基础的影响。
2、在使用过程中,不定期地进行沉降观测,以防发生不均匀沉降而
影响车辆通行的安全。
3、桥头设置限速、限载、单车通行等安全通行告示牌,非施工车辆
和人员不得随意通行。
4、定期安排人员检修便桥。