市政道路保通临时钢便桥标准化设计与施工技术

周先奉,纪国睦

（1.北京市城市道路养护管理中心,北京 100068; 2.北京特希达交通勘察设计院有限公司,北京 100067）

0 引言

城市市政工程往往需要占用市政道路进行掘路施工，而为了满足市政道路的通行需求，往往需要在占路施工竖井上铺设临时钢便桥。目前随着钢便桥的大量应用，出现了难以满足交通通行舒适性需求、对竖井施工产生干扰、缺少钢便桥设计施工的统一标准等实际问题。

目前对市政工程钢便桥研究主要集中在内力计算及施工方法等方面。高智鑫以在建郑州地铁8号线银屏路站施工期间交通导行所采用的贝雷梁钢便桥为工程背景，通过建立Midas有限元模型对原钢便桥设计方案的受力状态进行探究并优化原设计方案[1]；王逸等依托乐西高速公路工程钢便桥建设，对其施工工艺进行深入研究，形成的钢便桥具有沉降少、稳定性强的优势[2]；朱宏海介绍了便桥的发展及在地铁、市政工程中的运用，并对便桥的种类、设计、施工、结构特点及应用进行了分析和论述[3]；李学刚等通过Midas软件建立钢便桥结构模型，对钢便桥各工况下结构进行内力分析，清晰表达出钢便桥中各部分结构的内力参数，为以后钢便桥施工中选择合理的内力分析方案提供理论依据[4]；谈宏堃结合工程实例，对钢便桥的设计、应用和关键施工技术进行了总结[5]。

该文以北京市海淀区某热力一次管线工程占路竖井临时钢便桥为例，根据竖井设计与施工资料，从保障道路通行舒适性、钢便桥模块化快速施工、方便竖井土建施工等方面对钢便桥进行结构设计与施工部署，并选取相关参数建立Midas软件验算钢便桥的结构稳定性，为城市道路钢便桥的标准化提供参考。

1 工程概况

该工程起点1#点接自玲珑路DN1000热力管线，管线由北向南敷设至规划玲珑巷，然后沿玲珑巷由北向南敷设，终点11#点至八里庄路北红线。

该工程1#点需在玲珑路道路范围内开挖竖井，为保证路面安全及正常通行，需在竖井开挖位置设置钢便桥恢复现状交通。

占路竖井位置图如图1。

图1 占路竖井位置图

1#竖井为6.6×5.2 m矩形井，采用倒挂井壁法施工，竖井结构如图2。

图2 占路竖井结构平面图（单位：mm）

2 钢便桥结构设计

保证交通安全通行是市政道路钢便桥最基本的功能要求，在此基础上应增加道路通行的舒适性与稳定性要求。

该工程钢便桥基础结构设置了圈梁基础与背墙，以便与周围道路顺接，能更好地保证钢便桥的稳定性与行车舒适性；为方便钢便桥的制作与施工，采用2 m一块模块化拼装，根据施工需求增减；同时设置人孔方便竖井施工，避免钢便桥对施工的干扰。

该工程1#竖井尺寸6.6×5.2 m。根据竖井尺寸需设置8×10 m保通用钢盖板，钢盖板需要5个模块，1个模块的保通用钢盖板长L=8 m，宽2 m，具体要求如下：

（1）为满足保通用钢盖板的施工安全和验算方便，主梁采用I56c工字钢搭建；次梁采用I45c工字钢，水平间距1 m，主梁与次梁采用焊接。基础采用C30混凝土，背墙采用C40豆石混凝土。

（2）桥面板采用20 mm厚Q355B钢板。

（3）基础采用截面为C30混凝土基础，长1 000 cm，宽150 cm，高100 cm；基础顶面设置2 cm厚橡胶板，通长布置。

（4）铺装采用4 cm UHPC高性能混凝土。

钢便桥结构设计如图3。

图3 钢便桥结构平面图（单位：cm）

3 钢便桥结构计算

该工程选用Midas软件验算钢便桥的结构稳定性。钢便桥单片计算尺寸8×2 m，布置5道纵梁，10道横梁。恒载采用桥面板自重+主体结构自重+铺装自重；活载采用汽车荷载：城-A级。具体为1.2恒载（桥面板+主体结构）+1.4汽车荷载。

钢便桥模型如图4，计算结果如表1。

表1 计算结果表

图4 钢便桥结构模型

根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64—2015）规定，最大应力计算结果满足Q355钢的容许应力要求、最大挠度满足最大挠度规范要求。

4 钢便桥施工要求

4.1 混凝土

基础选用C30混凝土，背墙选用C40豆石混凝土（早强快硬），桥面铺装选用UHPC混凝土。

混凝土粗集料应选用质地坚硬、洁净、级配合理、粒形良好、吸水率小的碎石或卵石，不得采用含有活性二氧化硅石料制成的粗集料，混凝土实心板的粗骨料粒径不得超过板厚的1/3且不得超过37.5 mm。细集料应选用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的中、粗砂，其细度模数宜控制在2.6～3.7之间，不得采用海砂。

UHPC由水泥、矿物掺合料、石英砂、添加剂、细集料、钢纤维、减水剂等材料经充分搅拌形成匀质的干混料后，按照一定质量比例加水拌和、凝结硬化后形成。经凝结硬化后形成的一种具有高抗弯强度、高韧性、高耐久性的水泥基复合材料。力学性能指标如表2～3。

表2 UHPC力学性能指标（无配筋）

表3 UHPC力学性能指标（密配筋）

4.2 钢材与焊材

工字钢及钢板均采用Q355B钢材。Q355B的钢材须符合国家标准的有关规定。钢筋采用HRB400钢筋，钢筋应符合《钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋》（GB1499.2—2018）的规定。

焊接材料选用E5015焊条或与之相等同的焊丝，焊条应符合《碳钢焊条》（GB/T5117—1995）的有关规定。

4.3 橡胶垫块

橡胶垫块材料选用氯丁橡胶，其扯断强度≥25 MPa，邵尔硬度A60±5，永久变形≤20%。

钢便桥施工现场如图5，铺设完成后钢便桥实景图如图6。

图5 钢便桥施工现场图

图6 钢便桥完工实景图

5 结论

该文依托北京市海淀区某热力一次管线工程占路竖井临时钢便桥的设计与施工应用，提出了市政道路钢便桥的标准化设计与施工技术：

（1）该工程钢便桥基础结构设置了圈梁基础与背墙，以便与周围道路顺接，能更好地保证钢便桥的稳定性与行车舒适性；为方便钢便桥的制作与施工，采用2 m一块模块化拼装，根据施工需求增减；同时设置人孔方便竖井施工，避免钢便桥对施工的干扰。

（2）选用Midas软件验算钢便桥的结构稳定性，钢便桥的最大应力及最大挠度计算结果均规范要求。

（3）通过在该工程的实际应用，钢便桥在保障交通通行效果的同时满足了竖井施工的要求。