贝雷梁便桥在某水利工程中的运用

吴少强

摘要：在大多的资料中，介绍了贝雷梁作为下承梁的运用，而对上承式的贝雷梁的鲜有涉及，结合实体工程及公路桥涵的设计方法，简单介绍了上承式贝雷梁在水利工程中的运用与设计。

关键词：上承式；贝雷梁；便桥；水利工程；设计

1 工程概况

韩江某水利枢纽工程位于广东省境内，是韩江干流上游一座大型水利枢纽，是韩江下游及三角洲防洪、供水体系中的控制性工程。本工程采用两期四段施工导流方式，其中二期工程包括右岸厂房、余下7.5孔泄水闸、右岸重力坝、鱼道、排漂孔，混凝土工程量预计80万m3，计划工期1～2年。由于本工程的的生产设施主要位于左岸，虽然上游有单车道交通桥，但是上游交通桥主要承担施工材料的运输任务，交通繁忙，而且通过上游交通桥进入二期基坑，大约有3km的距离，线路较长，车辆来往不便，因此迫切需要在一期基坑内修建一座施工便桥，承担两岸的材料、混凝土运输。

2 桥型方案的确定

2.1 桥型布置的要点

按航道局、业主的要求，综合考量，我们确定便桥的主跨径为12m，最窄不得小于9m，并预留相应的净空。二期一段工程建设期间，便桥上通行的车辆大多重载的施工车辆，有的还是特种重载拖挂车，甚至有超载车辆通行，故桥梁必须具备较大的承载力和刚度。

便桥使用周期约为1～2年，需具有一定的耐久性，并且便桥使用期末需要完全拆除，便桥应方便施工，施工周期要短，成本要低。

2.2 桥型方案的确定

根据上述分析，在常见的各种桥型中，我们发现型钢一贝雷架组合桥十分合适以上要求。为此我们采用上承装备式钢贝雷架桥，下部采用钢管柱接工字钢钢盖梁。

2.2.1 钢贝雷架的特点

参考军用便桥的资料，贝雷梁是军工定型产品，本单位有大量存储、使用，而且贝雷梁易于购买，质量易保证，能在现场快速装拆，构件可以互换，能重复使用，组装后的重量较轻，便于现场吊装。使用贝雷梁作为主梁的便桥对于本工程而言是一个快捷可靠的选择。

2.2.2 钢管柱及钢盖梁的特点

大直径的钢管柱具有足够的承载力和刚度，自重轻，可回收利用，也便于在施工现场调整。工字钢钢盖梁安装快捷，自重轻，有利于减少桩顶的反力。钢盖梁与管柱能简便可靠的连接。

3 设计要点

3.1 桥梁横断面的确定

常见的采用贝雷梁作为主梁的便桥多为下承式，只能单向单车道。而为方便施工车辆进出，汽车需要在便桥上双向通行，因此，我们采用上承式。而且上承式桥梁的桥面宽敞，桥上视野开阔，与下承式相比更为适合本工程。双车道的宽度为8m，外侧设防撞栏杆，桥梁具体的横断面型式见图。

3.2 上部结构

3.2.1 上部结构型式

桥梁全长261m，全桥共计19跨，除11跨～13跨，跨径为9米外，其余跨径为12m，每隔三跨贝雷梁段不插销子，作为伸缩缝，桥梁两端与纵向围堰相接处采用现浇桥台。主梁设5组，每组主梁采用双排单层体系，即水平向由2片贝雷架组成，采用45cm支撑架联为一体，而每层贝雷梁的竖向为一层。纵梁间间距160cm，顺桥向每3m间距设横向支撑架，确保纵梁横向稳定，共同参与工作。横梁采用128工字钢间距37.5cm设置。考虑到架设方便、快捷，桥面采用1.5cm钢板，以利于行车通畅。

3.2.2 本桥所用定型贝雷梁及附件

贝雷梁是钢桁架构件，作为桥梁的主要受力构件，由上下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，弦杆由两根10号槽钢背靠背组合而成，上下弦杆的端部有阴阳接头，接头有桁架连接销孔。竖杆和斜杆有8号工字钢制成。材料16Mn，每片重量为270kgo

附件包括支撑架、端柱、桥座。支撑架由角钢焊接而成。用于两片桁架之间的连接，把两片桁架形成一组主梁，片之间的中心距45cmo连接时将其空心锥筒插入桁架弦杆或端竖杆支撑架螺栓内，用支撑架螺栓固定。每片主梁之间中心距160cm，以10号槽钢自制的加筋支撑连接。端柱安装在一排贝雷梁的两端，重量为70kg，用以将桥梁上的荷载传至桥座上，桥梁落座时，将其骑在桥座的轴梁上。桥座用于支撑端柱，将桁架上部荷载传至下部结构。

3.3 下部结构型式

一般桥墩采用三根DN630的钢管柱，单根设计竖向承载力要求大于800kN；每排墩顶设盖梁，采用工字钢制作。为加强桥墩的横向稳定，地面高程以上设16号槽钢制作的横系梁。

为加强墩身自身的稳定性，柱内灌干砂至柱顶。钢柱采用壁厚10mm的钢板制作，采用打入式施工，以承载力为人土深度控制指标，钢柱外喷涂防锈漆。钢管桩的打人采用90kW的振动锤，打人时按振动锤的打桩公式确定手锤条件，持力层选择全风化、强风化或弱风化岩。

3.4 上部结构受力分析

3.4.1 计算模式

考虑到每一贝雷梁单元之间采用销接，不可避免的有空隙虚位，难以定量计算虚位对力传递的影响，为保险起见，连续梁按单跨的按简支梁计算。而由于横梁的刚度远小于纵梁，对荷載的横向影响有限，从安全考虑，荷载横向分布采用杠杆法计算，边梁的横向分布系数为0.59。

3.4.2 计算结果（采用公路一级荷载，计算结果见下表）

3.4.3 承载能力校核

双排单层桁架允许内力：M=1576.4kN·m，Q=490.5kN。可见结构承载内力大于设计荷载，结构是安全的。考虑到荷载横向分布取值偏大，纵向没有考虑梁体的连续的效应，因此结构安全是有保障的。由于主梁横向间距仅1.6m，且横桥向设置了强大的支撑，因此横向不存在稳定问题。

3.5 下部结构受力分析

考虑到加工误差，柱按长20m偏心5cm实腹受压柱计算，柱的长细比λ=80.1<[λ]=150，竖向承载800kN轴力时，稳定性可以满足要求。

4 桥面系的处理

本工程采用I28a的工字钢上承1.5cm厚的波纹板，刚度能满足行车要求，施工周期短，维护简单，能快速拆装，能重复利用，成本较低等优点。

5 工程效果

各管理部门配合的条件下，我单位在拆除一期二段围堰前，即完成施工便桥的施工，为二期一段围堰的填筑创造了一个新的场地，加快了二期一段围堰填筑的速度，保证了二期一段工程的顺利进行。而且该桥在使用过程中完全满足需要。

参考文献

[1]会路桥涵设计通用规范JTG D60-2015[S].2015.

[2]公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007[S].2017.

[3]黄绍金，刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].北京：人民交通出版社，2002.