浅谈贝雷架在临时钢桥中的应用实践__墨水学术,论文发表,发表论文

所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-25浏览量:116

副标题#e#摘要：本文介绍了贝雷架在珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段项目施工7标段临时钢桥施工中的应用实践，通过精心设计与施工，取得了良好的效果，保证了地铁工程施工的顺利进行。
　　关键词：贝雷架临时钢桥应用实践
　　1．工程概况：
　　珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段项目施工7标段【金融高新区站】站后存车线（里程位置约YDK12+823.221～YDK13+171.447）位于海八路南，为明挖法施工；其南侧有一加油站、石材厂、玻璃工艺公司、活动板房等厂房，以及聚龙北村居民区。为满足基坑施工期间的交通疏解，同时充分利用闲置材料，拟在加油站前设2座钢便桥。刚便桥处基坑宽度为21.3m，钢便桥设计为单跨桥，跨度为24m，桥面总宽度为8.508m，其中行车道净宽3m，共2车道。因交通疏解道主要满足海八路南面厂房车辆和村民通过，其交通流量较小，且钢桥位于施工场地上方，钢便桥设计为汽车-20级、汽车-超20级单车通过。
　　2．钢便桥设计及验算
　　钢便桥设计遵循安全可靠、方便快捷并能满足交通需求原则。钢桥跨度为24m，设2车道，每车道净宽3m，桥面总宽度为8.508m。
　　钢桥主梁采用贝雷架桁架，桥面系采用型钢和钢板铺垫；钢桥设3条主梁，每条主梁由四排贝雷架拼装成；贝雷架主梁下弦杆上架设间距小于1.2m的I36c型钢做横梁，横梁与贝雷架下弦杆采用U型螺栓连接；横梁上采用间距0.3m的热扎普通I22b作纵梁，横梁与纵梁间焊接；纵梁上铺设16mm厚Q235钢板作桥面面板，钢板与纵梁焊接。桥座基础为基坑连续墙（800mm厚）墙顶冠梁（800×1000mm，C30砼），在冠梁施工时预埋桥基座螺栓。本工程钢便桥活载按汽车-20级、汽车-超20级计算，因桥梁跨度较小且派专职交通协管员指挥车辆过桥，所以每次只有一辆重车通过；桥梁各种车辆荷载的轴重、纵向排列、横向排列以及车轮着地面积根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）取值，荷载效应组合时恒载分项系数取1.2，活载取1.35。因桥面平整，同时钢桥出入口两端设立减速带，汽车应以较慢速度驶过钢桥，不计汽车的冲击力。因钢桥为直线型，且两端出入口处转弯半径大于250m，认为车辆在钢桥上无转弯动作，不考虑车辆离心力。本钢便桥内力计算时选取汽车—20级重车（30t）和汽车—超20级重车（55t）。
　　3．桥面钢板验算
　　桥面板采用Q235钢板，厚度为16mm。
　　因汽车-20级重车和汽车—超20级重车中、前轮着地宽度为0.3m，宽度为0.2m，后轮的着地宽度为0.6m，长度为0.2m，而纵梁采用普通I22b，间距为0.3m；则可认为前轮作用在钢板上时，按均布荷载作用在跨距为0.3m的简支梁上计算，车辆后轮至少直接作用在一根纵梁上，对于车辆后轮桥面钢板按均布荷载作用在2等跨简支梁上计算。
　　（1）前轮作用计算，汽车-20级重车和汽车—超20级前轮最大轴重为70kN，单轮重为35kN，作用面积为0.3m×0.2m。
　　桥面钢板厚度为18mm，验算时按跨距为0.3m的单跨简支梁计算，车轮作用宽度为300mm，按均布荷载考虑。
　　钢板的截面性质为：
　　；
　　；
　　；
　　；
　　
　　；
　　；
　　。
　　取0.2m宽钢板计算，钢板所受均布线荷载为：
　　,
　　则内力如下：
　　,
　　，
　　钢板强度验算：
　　
　　钢板刚度验算：
　　（满足）
　　（2）后轮作用计算，汽车-20级重车和汽车—超20级最大后轴重为140kN，单边轮重为70kN，作用面积为0.6m×0.2m。
　　桥面钢板厚度为16mm，验算时按跨距为0.3m的2等跨简支梁计算，车轮作用宽度为600mm，按均布荷载考虑。
　　取0.2m宽钢板计算，钢板所受均布线荷载为：
　　,
　　则内力如下：
　　,
　　
　　钢板强度验算：
　　
　　钢板刚度验算：
　　（满足）
　　综上，钢板的强度和刚度均满足要求。
　　4．纵梁验算
　　纵梁采用I22#p#副标题#e#b，间距0.3m，计算跨度取1.2m，因车辆单边前轮压作用宽度为0.3m，单边后轮压作用宽度为0.6m，后轮轴距为1.4m；则车辆通过时按35kN轮压作用在单根纵梁上，为简化计算，忽略桥面钢板的弹性分布影响，按集中荷载直接作用在纵梁上面的二等跨简支梁计算，荷载假设作用于跨中。
　　I22b截面性质：
　　tw＝9.5mmIx＝3583cm4Wx＝325.8cm3
　　Sx＝189.8cm3E＝2.1×105N/mm2G＝0.365kN/m
　　则荷载设计值为：
　　
　　纵梁内力计算：
　　
　　
　　
　　纵梁强度及挠度验算：
　　
　　
　　
　　所以，纵梁的强度和刚度都满足要求。
　　5．横梁验算
　　横梁采用I36c，取间距1.2m，跨度为3m的二等跨简支梁计算。
　　I36c截面性质：
　　tw＝14.0mmIx＝17351cm4Wx＝964.0cm3
　　Sx＝573.6cm3E＝2.1×105N/mm2G＝0.7131kN/m
　　恒载为桥面钢板、纵梁、横梁的自重，按均布荷载，则
　　
　　由恒载产生的内力和挠度为：
　　
　　
　　
　　汽车后轮恰好作用在横梁上时，此时横梁受力最大，由于重车后轴距离1.4m，横梁间距1.2m，忽略纵梁对荷载的分布。
　　钢桥上仅有单辆重车行驶，等效为单跨简支梁：
　　F=1.35×140=189kN
　　
　　
　　
　　恒载、活载效应组合得：
　　弯矩：4.97+113.4=118.37kN•m
　　剪力：8.29+189=197.29kN
　　挠度：0.05+3.44=3.49mm
　　横梁强度验算：
　　
　　
　　横梁刚度验算：
　　
　　所以，横梁的强度和刚度满足要求。
　　6。贝雷架主梁验算
　　钢桥共2车道，设3条主梁，每条主梁由4排单层贝雷架组成，跨距24m。恒载包括贝雷架自重横梁、纵梁、钢板及其它配件，整座钢桥总重89.3t，一条主梁的均布荷载设计值为：
　　q=1.2×[89.3×10/（3×24）]=15.02kN/m
　　恒载作用下的内力为：
　　
　　
　　汽车-20级、汽车-超20级重车活载计算时，分别取30t重车和55t平板车单车驶过钢桥：
　　贝雷架的挠度由受荷后的弹性挠度和销孔之间空隙的非弹性变形组成，按贝雷架中间主梁最大受荷550kN集中力计算。
　　（1）贝雷架的弹性挠度计算：
　　将贝雷架简化为，，的实腹梁，同时考虑腹杆的剪切变形，则。
　　贝雷架为8排单层，单根弦杆面积25.48cm2，
　　则：
　　
　　将贝雷架弹性挠度简化为恒载下和活载下叠加：
　　跨中按集中力
　　则：
　　
　　式中；
　　（2）贝雷架的非弹性变形主要为销孔之间的空隙，当贝雷架节数为偶数节时，对于国产“321”式贝雷架的跨中非弹性挠度为：
　　
　　综上，有，
　　所以，贝雷架刚度满足要求。
　　7．钢便桥施工方法
　　在围护结构和冠梁施工完后，将刚便桥处土方开挖约1m深，以保证以后的土方开挖机械与贝雷架有一定的安全距离。贝雷架采用现场拼装，螺栓连接，由吊车整体吊装架立在支座上。
　　贝雷架主梁架设完成后，安装横梁，横梁为I36c，横梁与贝雷架采用U型螺栓连接。纵梁为I22b型钢，纵梁间距0.3m，每根纵梁至少搭在9根横梁上，为防止汽车的震动使纵梁跑位而发生滑落，纵梁与横梁应焊接。桥面钢板为16mmQ235钢，钢板铺在纵梁上。钢板搭接满焊，且接口应正位于纵梁上方。为保证4榀贝雷架拼成的主梁整体性，在条主梁的上方、下方各设置9个和7个连接架，连接架采用┗75×7角钢焊接成。钢桥各连接螺栓及焊接接口应经常检查，发现松动须及时拧紧或补焊。贝雷架主梁、横梁、纵梁以及桥面板的高程差必须控制在5mm以内，以防造成偏心荷载。目前2座钢桥通车二个月，检测结果显示桥基座无下沉，自由状况下桥面最大挠度18mm，车辆通过时最大挠度22mm，桥梁安全可靠。
　　8结束语：本文虽然介绍的是贝雷桁架在临时钢桥施工中的和施工工艺，但对于其他桥位地质复杂、自然条件恶劣、桥头场地小、不利于桥梁预制和吊装的山区公路大桥施工#p#副标题#e#有重要的参考价值。
　　参考文献
　　(1)《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）；
　　(2)《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；
　　(3)《钢结构施工质量验收规范》（GB50205-2001）；
　　(4)《装配式公路钢桥多用途施工手册》；