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        貝雷梁便橋的設(shè)計及施工技術(shù)的實踐應(yīng)用

        2021-04-03 10:24:15吳鳴飛
        關(guān)鍵詞:鋼樁貝雷貝雷梁

        吳鳴飛

        中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司 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)計原則

        1.1 勘探施工場地

        在設(shè)計貝雷梁便橋時,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)。勘探操作時,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)計貝雷梁便橋時,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)備的重點內(nèi)容。

        1.3 便橋設(shè)計科學(xué)性

        在設(shè)計貝雷梁便橋時,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,因此對施工建設(shè)提出嚴(yán)格要求,必須確保貝雷梁便橋設(shè)計合理性。在設(shè)計貝雷梁便橋時,不僅要考慮到經(jīng)濟性優(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。優(yōu)化貝雷梁便橋,可以確??偛季址桨负侠硇裕Y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)計滿足經(jīng)濟性要求,維護施工企業(yè)經(jīng)濟效益。

        二、貝雷梁便橋設(shè)計方案

        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。每個主梁為雙排單層體系,水平向為貝雷梁片。在設(shè)計期間,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,維護縱向橫向穩(wěn)定性,共同承擔(dān)受力。橫梁應(yīng)用20號槽鋼焊接成梁,且間距控制為1.5m。在設(shè)計期間,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,需要將桁架組成整片主梁,排間距為45cm。在連接操作時,將空心圓錐筒插入桁架弦桿,肢撐架端栓固定。每一個主梁間距為180cm,使用10號槽鋼制作支撐架。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,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,同時將桁架荷載向下部傳遞。每一排貝雷梁桁架,都對應(yīng)一個橋座。

        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,此時需要應(yīng)用D50cm鋼管樁6根,單根樁設(shè)計承載力高于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,計算上部結(jié)構(gòu)受力:由于貝雷梁采用銷接法,會存在空隙虛位,無法對虛位的力傳遞影響進行定量。為了確保工程安全性,每聯(lián)連續(xù)梁內(nèi),應(yīng)當(dāng)按照簡支梁計算。由于橫梁剛度不及縱梁,因此荷載橫向貢獻(xiàn)限制大?;诎踩珜臃治?,使用杠桿法計算荷載橫向分布,邊梁橫向分布系數(shù)為0.5。通過相關(guān)計算可知,結(jié)構(gòu)承載能力明顯高于設(shè)計荷載,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)置強支撐,所以橫向不會出現(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算,單樁豎直設(shè)計反力為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,需要歷經(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)置臨時護欄,維護貝雷梁便橋的可靠性與安全性。

        3.1 施工要點

        開展貝雷梁便橋施打操作時,通常應(yīng)用汽車吊、振動錘打入法施工。為了維護鋼樁施打質(zhì)量,必須按照鋼樁型號,合理選擇振動錘。為了維護施工效率與安全性,需要應(yīng)用釣魚法開展操作。釣魚法施工操作時,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,必須注重以下要點:

        第一,確定鋼樁位置:在確定鋼樁位置時,需要借助全站儀定位。定位操作時,由鋼樁吊起時觀測,確保標(biāo)記位置、施工位置控制在標(biāo)準(zhǔn)誤差內(nèi),之后開展振動操作。在施工建設(shè)期間,必須及時調(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)振動錘夾吊提供便利。施工操作期間,緩慢吊起振動錘,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)維護鋼樁橫向與縱向垂直度,對準(zhǔn)樁位后,緩慢下放鋼樁。在施打鋼樁時,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,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,到達(dá)水面標(biāo)記位置,則停止敲打,同時將樁體高度控制在設(shè)計標(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,需要應(yīng)用雙拼I32b工字鋼施工,同時在鋼樁鋼管切槽位置施工。在焊接操作時,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,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,使用支撐架螺栓,連接豎向支撐架、上下支撐架。安裝操作時,確保連接桁架螺母緊固效果。

        第四,臨時護欄施工:貝雷架為下承式結(jié)構(gòu),無需拼裝臨時護欄。頻雷應(yīng)用上承式結(jié)構(gòu)時,需要拼接臨時護欄。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,將其作為臨時護欄施工空間。

        3.2 鋼管樁施工技術(shù)

        開展貝雷梁便橋施工建設(shè)時,按照貝雷梁便橋承重狀態(tài),合理確定鋼樁型號。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。為了維護焊接位置強度,需要合理應(yīng)用加焊薄鋼板焊接法。鋼管樁施工操作時,合理應(yīng)用DZ61A振動錘,科學(xué)施打鋼管樁。鋼管入土施打時,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)計高度相同時,則停止施工。鋼管樁振沉操作時,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,需要實行整跨安裝操作,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、具備較強適應(yīng)性。便橋設(shè)計必須考慮到安全性、經(jīng)濟性與功能性特點。開展便橋施工時,需要在陸地搭接貝雷梁,將其運輸?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。

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