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【摘要】在高速公路施工中修筑施工便道是前期准备阶段的首要任务，在跨越河流、山谷之处，一般采用修筑钢便桥的方案，也可以采取修筑盘山路绕行的方式，但钢便桥有着施工方便，较好的刚度，较盘山路省距离，建成通车后可将便桥材料进行回收再利用的特点，因此在施工便道设计中经常采用。结合工程实例,介绍钢便桥在高速公路工程中的设计与施工,为类似工程的施工提供借鉴意义。
【关键字】高速公路钢便桥设计施工
[Abstract] In the highway construction, construction of road construction is the most important task of the preparatory stage. But temporary steel bridge with convenient construction, good rigidity, a mountain plate distance, built be open to traffic the characteristics of temporary bridge materials can be recycled, so often is used in the construction of pavement design. Combined with the engineering example, this paper introduces design and construction of steel bridge in expressway project, provides the reference for the similar construction.
[keyword] highway steel bridge; design; construction;
中图分类号：TQ639.2 文献标识码：A文章编号：
一、工程概况
“福建省莆田至永定（闽粤界）高速公路永春至永定泉州段A4合同段”路线位于福建省泉州市安溪县境内，其中3#便道起终点分别位于剑斗互通主线2#桥和下角溪大桥。距离便道终点100m处有一条S形河流，河道平均宽16m，需2次穿过该河流才可到达3#便道终点下角溪大桥。为保证各种材料、机具、人员等的运输，在此处设计一座钢便桥作为其通道。二、钢便桥设计
2.1钢便桥结构设计形式
根据工程施工特点及现场的地势地形和周围环境的情况并结合现有机械设备、工期及施工工艺,确定便桥设计方案。
便桥采用贝雷梁作为主梁，桥面宽度6m，按18m跨径设置3跨，总长54米。便桥共4个墩台，0#台、3#台、 1#墩、2#墩均采用C20片石混凝土浇注，钢筋混凝土墩台帽。
便桥台帽上设置2工40作为横梁，横梁上按照每组间距1.2m搭设3组（每组2片）贝雷梁作为纵梁，每两片贝雷梁之间通过0.9m支撑架连接成一组；纵梁顶部纵向按0.75m的间距设置工25b分布工字钢，工25b顶沿桥横向按照33cm的中心距离设置[28，作为桥面。工25b型钢与纵梁之间通过U型卡连接固定；同时在工25b之间采用[10呈45度角与工字钢焊接，在贝雷梁底部按3m间距水平设置支撑架，以增加便桥横向刚度，车道两侧设1.1m高防撞护栏。
桥墩、台结构尺寸：
0#台、3#台台身尺寸（顶宽+底宽）×高×长：（1.1+2.3）/ 2×2.5×5.8m；基础尺寸（1×3×6.2m）；台帽尺寸（1.3×0.6×6+0.5×0.4×6）m；
1#、2#墩帽尺寸（1.3×0.6×6）m；1#桥墩（1.1+1.7）/ 2×2.5×5.8m，基础尺寸（1×2.2×6.2）m；2#桥墩（1.1+1.2）/2×0.6×5.8m，基础（1.6×1.0×6.2）m。
便桥横断面布置图
便桥桥面布置图
2.2便桥贝雷架检算
2.2.1结构布置如下图
按照双排加强结构布置进行检算:
2.2.2荷载
1、自重：
桥面分布工25b：42.01kg/m×6m/根×24根/跨=6049kg
横向分布[28: 31.42 kg/m×18m/根×19根/跨=10746kg
贝雷架:270kg/片×6片/列×6列=9720kg
加强弦杆:80kg/根×12根/列×6列=5760kg
支撑架:21kg/片×5片/列×3列=315kg
销轴:3kg/个×10个/列×6列=180kg
以上荷载合计:32770kg折算成均布荷载:18.206KN/m
（如不算贝雷架：16795 kg 折算成均布荷载:9.331KN/m）
2、汽车荷载
根据《公路桥涵设计规范》Ⅱ级道路选取荷载（单车道）为：q=7.87KN/m P=437.3KN
2.2.3弯矩计算
按照多跨连续梁最不利荷载组合:
Mp=0.213Pl=0.213×437.3×18=1676.608KN.m
Mq=0.08ql2=0.08×(7.87+18.206)×18^2=675.89 KN.m
Mp、Mq彎矩叠加M=1676.608KN.m+675.89KN.m=2352.498 KN.m
2.2.4抗弯检算
查阅装配式钢桥多用途施工手册，三排单层加强布置时
W=23097.4cm3
σ=M/W
σ=2352498/(23097.4×10-6)=101.9Mpa<273 Mpa (210×1.3)满足要求
2.2.5抗剪计算
最不利荷载应该是外部荷载处于梁端时结构承受剪力最大，设重车的荷载为35吨，空车荷载为15吨（偏于安全，以上荷载已经包括了人群等施工荷载）。
根据荷载计算，梁端受到的剪力为：
（7.87+9.33）×18/2+350+150=654.8KN
150KN为双向错车时增加的空车荷载。
查阅装配式钢桥多用途施工手册，此时可将其看做为3组单排单层加强组成
其最大抗剪力为:245.2×3=735.6KN>654.8KN满足要求。
通过本检算，抗剪安全系数偏小，施工时对桥墩附近贝雷架的竖杆及斜杆加强，增加抗剪能力。
2.2.6便桥40工字钢检算
40工字钢受力情况如图：
重车与轻车在梁端错车时中间两片梁分别承受1/2重车与轻车的荷载：
P1=35/2+32.77/12=202.31kN,
P2=15/2+32.77/12=102.31kN,
1、所以在工字钢中部形成的最大弯矩荷载为：
Mmax=M1+M2= （P2×0.9/3.0×3.0+ P2×0.9/3.0×3.0）/2=137.079 kN·m,
Wz=1139cm3 2工40 W=1139×2=2278 cm3
∴137.08×103/2278×10-6=60.2MPa＜[]=170 Mpa,符合要求；
2、此时，工字钢受剪力也越大
Am=94.07cm2
=（P1×0.9/3.0+ P2×2.1/3.0）/2/ Am =（202.31×0.9/3+102.31×2.1/3）/2/94.07×10-4=70.3Mpa＜[]=170 Mpa,符合要求。
2.2.7驗算结果
通过在检算过程中计算调整，便桥贝雷架按照三排单层加强布置，能够满足双车道使用要求。在不错车的情况下,通过最大汽车吨位为50t;考虑重车与空车错车时,最大重车为35t，综合上述检算论证，便桥安全系数为1.8。
三、钢便桥施工方法
3.1施工工艺流程
3.2钢便桥基础、墩台施工
桥墩、台基础沿河堤边沿采用C20片石混凝土浇注，施工时需注意桥墩、台与便桥轴线必须一致，桥台台帽采用C20钢筋混凝土浇筑，浇砼时，固定横梁、贝雷梁的预埋件一定要埋设准确。
3.3主梁、桥面系施工
墩、台施工完毕，进行便桥桥面系施工。
（1）首先对墩、台帽顶部按照+4.6m进行找平，随后在桥墩台帽上搭设2根40工字钢，工字钢安装时顶面标高按照+5m严格控制。
（2）在40工字钢顶面安装贝雷架纵梁，贝雷架纵梁在岸上拼装成18m/片，每两片利用0.9m支撑架横向连接成一组。采用吊车吊装就位并与前一孔梁端对接；每两组贝雷架的边缘间距为1.2m。施工中派专人指挥施工，并派专门技术人员对贝雷架的变形量以及贝雷架连接销子安装情况进行检查，一切满足要求后方可进行下道工序施工。
（3）在贝雷架纵梁上进行顶面型钢铺设，横向铺设工25b，间距75cm；工25b和贝雷架之间通过U型螺栓连接固定，工25b之间按照45度角斜向焊接[10以增加纵梁的横向刚度。在工25b型钢上纵向铺设28槽钢，槽钢呈П型扣在工25b上，以槽钢的腹板作为桥面；槽钢和工字钢之间通过焊接连接固定。槽钢间距按照33cm控制，同时保证桥面宽度在7m，等一切施工完毕，进行桥面两侧护栏安装。便桥栏杆高度1.1m,采用φ48钢管加工,间距1.5m；栏杆纵向采用φ48钢管作为围栏，顶部纵向设置一根，中部设置第二根。栏杆安装完成后，采用红白油漆按照25cm间距涂刷标识。
四、结语
下角溪钢便桥设计合理，顺利完成施工，能够满足主体工程施工的需要，缩短施工便道的长度，为主体工程施工赢得宝贵的时间,产生了显著的经济效益，从实例工程中对钢便桥施工工艺进行研究，总结出灵活、实用的施工工艺为以后类似施工设计提供一些经验。
参考文献：
《公路桥涵施工技术规范》JTG／TF50-2011》，人民交通出版社，2011年
福建省高速公路施工标准管理指南. 工地建设/福建.北京：人民交通出版社，2010年.
《钢结构计算手册》江正荣
姓名：薛朗樊磊
工作单位：中交第三公路工程局有限公司 北京 100107
【关键字】高速公路钢便桥设计施工
[Abstract] In the highway construction, construction of road construction is the most important task of the preparatory stage. But temporary steel bridge with convenient construction, good rigidity, a mountain plate distance, built be open to traffic the characteristics of temporary bridge materials can be recycled, so often is used in the construction of pavement design. Combined with the engineering example, this paper introduces design and construction of steel bridge in expressway project, provides the reference for the similar construction.
[keyword] highway steel bridge; design; construction;
中图分类号：TQ639.2 文献标识码：A文章编号：
一、工程概况
“福建省莆田至永定（闽粤界）高速公路永春至永定泉州段A4合同段”路线位于福建省泉州市安溪县境内，其中3#便道起终点分别位于剑斗互通主线2#桥和下角溪大桥。距离便道终点100m处有一条S形河流，河道平均宽16m，需2次穿过该河流才可到达3#便道终点下角溪大桥。为保证各种材料、机具、人员等的运输，在此处设计一座钢便桥作为其通道。二、钢便桥设计
2.1钢便桥结构设计形式
根据工程施工特点及现场的地势地形和周围环境的情况并结合现有机械设备、工期及施工工艺,确定便桥设计方案。
便桥采用贝雷梁作为主梁，桥面宽度6m，按18m跨径设置3跨，总长54米。便桥共4个墩台，0#台、3#台、 1#墩、2#墩均采用C20片石混凝土浇注，钢筋混凝土墩台帽。
便桥台帽上设置2工40作为横梁，横梁上按照每组间距1.2m搭设3组（每组2片）贝雷梁作为纵梁，每两片贝雷梁之间通过0.9m支撑架连接成一组；纵梁顶部纵向按0.75m的间距设置工25b分布工字钢，工25b顶沿桥横向按照33cm的中心距离设置[28，作为桥面。工25b型钢与纵梁之间通过U型卡连接固定；同时在工25b之间采用[10呈45度角与工字钢焊接，在贝雷梁底部按3m间距水平设置支撑架，以增加便桥横向刚度，车道两侧设1.1m高防撞护栏。
桥墩、台结构尺寸：
0#台、3#台台身尺寸（顶宽+底宽）×高×长：（1.1+2.3）/ 2×2.5×5.8m；基础尺寸（1×3×6.2m）；台帽尺寸（1.3×0.6×6+0.5×0.4×6）m；
1#、2#墩帽尺寸（1.3×0.6×6）m；1#桥墩（1.1+1.7）/ 2×2.5×5.8m，基础尺寸（1×2.2×6.2）m；2#桥墩（1.1+1.2）/2×0.6×5.8m，基础（1.6×1.0×6.2）m。
便桥横断面布置图
便桥桥面布置图
2.2便桥贝雷架检算
2.2.1结构布置如下图
按照双排加强结构布置进行检算:
2.2.2荷载
1、自重：
桥面分布工25b：42.01kg/m×6m/根×24根/跨=6049kg
横向分布[28: 31.42 kg/m×18m/根×19根/跨=10746kg
贝雷架:270kg/片×6片/列×6列=9720kg
加强弦杆:80kg/根×12根/列×6列=5760kg
支撑架:21kg/片×5片/列×3列=315kg
销轴:3kg/个×10个/列×6列=180kg
以上荷载合计:32770kg折算成均布荷载:18.206KN/m
（如不算贝雷架：16795 kg 折算成均布荷载:9.331KN/m）
2、汽车荷载
根据《公路桥涵设计规范》Ⅱ级道路选取荷载（单车道）为：q=7.87KN/m P=437.3KN
2.2.3弯矩计算
按照多跨连续梁最不利荷载组合:
Mp=0.213Pl=0.213×437.3×18=1676.608KN.m
Mq=0.08ql2=0.08×(7.87+18.206)×18^2=675.89 KN.m
Mp、Mq彎矩叠加M=1676.608KN.m+675.89KN.m=2352.498 KN.m
2.2.4抗弯检算
查阅装配式钢桥多用途施工手册，三排单层加强布置时
W=23097.4cm3
σ=M/W
σ=2352498/(23097.4×10-6)=101.9Mpa<273 Mpa (210×1.3)满足要求
2.2.5抗剪计算
最不利荷载应该是外部荷载处于梁端时结构承受剪力最大，设重车的荷载为35吨，空车荷载为15吨（偏于安全，以上荷载已经包括了人群等施工荷载）。
根据荷载计算，梁端受到的剪力为：
（7.87+9.33）×18/2+350+150=654.8KN
150KN为双向错车时增加的空车荷载。
查阅装配式钢桥多用途施工手册，此时可将其看做为3组单排单层加强组成
其最大抗剪力为:245.2×3=735.6KN>654.8KN满足要求。
通过本检算，抗剪安全系数偏小，施工时对桥墩附近贝雷架的竖杆及斜杆加强，增加抗剪能力。
2.2.6便桥40工字钢检算
40工字钢受力情况如图：
重车与轻车在梁端错车时中间两片梁分别承受1/2重车与轻车的荷载：
P1=35/2+32.77/12=202.31kN,
P2=15/2+32.77/12=102.31kN,
1、所以在工字钢中部形成的最大弯矩荷载为：
Mmax=M1+M2= （P2×0.9/3.0×3.0+ P2×0.9/3.0×3.0）/2=137.079 kN·m,
Wz=1139cm3 2工40 W=1139×2=2278 cm3
∴137.08×103/2278×10-6=60.2MPa＜[]=170 Mpa,符合要求；
2、此时，工字钢受剪力也越大
Am=94.07cm2
=（P1×0.9/3.0+ P2×2.1/3.0）/2/ Am =（202.31×0.9/3+102.31×2.1/3）/2/94.07×10-4=70.3Mpa＜[]=170 Mpa,符合要求。
2.2.7驗算结果
通过在检算过程中计算调整，便桥贝雷架按照三排单层加强布置，能够满足双车道使用要求。在不错车的情况下,通过最大汽车吨位为50t;考虑重车与空车错车时,最大重车为35t，综合上述检算论证，便桥安全系数为1.8。
三、钢便桥施工方法
3.1施工工艺流程
3.2钢便桥基础、墩台施工
桥墩、台基础沿河堤边沿采用C20片石混凝土浇注，施工时需注意桥墩、台与便桥轴线必须一致，桥台台帽采用C20钢筋混凝土浇筑，浇砼时，固定横梁、贝雷梁的预埋件一定要埋设准确。
3.3主梁、桥面系施工
墩、台施工完毕，进行便桥桥面系施工。
（1）首先对墩、台帽顶部按照+4.6m进行找平，随后在桥墩台帽上搭设2根40工字钢，工字钢安装时顶面标高按照+5m严格控制。
（2）在40工字钢顶面安装贝雷架纵梁，贝雷架纵梁在岸上拼装成18m/片，每两片利用0.9m支撑架横向连接成一组。采用吊车吊装就位并与前一孔梁端对接；每两组贝雷架的边缘间距为1.2m。施工中派专人指挥施工，并派专门技术人员对贝雷架的变形量以及贝雷架连接销子安装情况进行检查，一切满足要求后方可进行下道工序施工。
（3）在贝雷架纵梁上进行顶面型钢铺设，横向铺设工25b，间距75cm；工25b和贝雷架之间通过U型螺栓连接固定，工25b之间按照45度角斜向焊接[10以增加纵梁的横向刚度。在工25b型钢上纵向铺设28槽钢，槽钢呈П型扣在工25b上，以槽钢的腹板作为桥面；槽钢和工字钢之间通过焊接连接固定。槽钢间距按照33cm控制，同时保证桥面宽度在7m，等一切施工完毕，进行桥面两侧护栏安装。便桥栏杆高度1.1m,采用φ48钢管加工,间距1.5m；栏杆纵向采用φ48钢管作为围栏，顶部纵向设置一根，中部设置第二根。栏杆安装完成后，采用红白油漆按照25cm间距涂刷标识。
四、结语
下角溪钢便桥设计合理，顺利完成施工，能够满足主体工程施工的需要，缩短施工便道的长度，为主体工程施工赢得宝贵的时间,产生了显著的经济效益，从实例工程中对钢便桥施工工艺进行研究，总结出灵活、实用的施工工艺为以后类似施工设计提供一些经验。
参考文献：
《公路桥涵施工技术规范》JTG／TF50-2011》，人民交通出版社，2011年
福建省高速公路施工标准管理指南. 工地建设/福建.北京：人民交通出版社，2010年.
《钢结构计算手册》江正荣
姓名：薛朗樊磊
工作单位：中交第三公路工程局有限公司 北京 100107