摘要：貝雷梁鋼棧橋作為跨越河流或山谷的臨時(shí)橋梁，具有承載力高、施工簡便快速、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，在大型橋梁施工中扮演著重要角色。本文主要介紹某貝雷梁鋼棧橋的具體設(shè)計(jì)方案，并探討了鋼棧橋施工及維護(hù)要點(diǎn)，涉及到鋼棧橋總體布置、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)計(jì)算內(nèi)容、結(jié)構(gòu)計(jì)算方法以及施工重難點(diǎn)、施工方法、注意事項(xiàng)及維護(hù)細(xì)節(jié)等，可為類似臨時(shí)鋼棧橋的設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：貝雷梁鋼棧橋；設(shè)計(jì)；施工；維護(hù)；簡便快速

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A "" " 文章編號(hào)：

Design，Construction and Maintenance of Bailey Beam Temporary Steel Trestle

TU Yingying

（Yunnan Broadvision Engineering Consultants Co.， Ltd.，Kunming Yunnan 650041，China）

Abstract：As a temporary bridge across a river or a valley， bailey beam steel trestle plays an important role in the construction of large bridges， with the advantages of high bearing capacity， simple and rapid construction， and reusable. This paper mainly introduces the specific design scheme of a bailey beam steel trestle， and discusses the key points of construction and maintenance of steel trestle， it involves the general arrangement of steel trestle， structural structure， structural calculation content， structural calculation method， key point sand difficulties of？construction， construction methods， precautions and maintenance details， etc.， which can provide reference for trestle design， construction and maintenance of similar temporary steel trestle.

Keywords： bailey beam steel trestle;design;construction;maintenance;simple and rapid

1 貝雷梁鋼棧橋設(shè)計(jì)要求、布置及技術(shù)指標(biāo)

1.1 設(shè)計(jì)要求

貝雷梁鋼棧橋的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足和考慮的因素有：①結(jié)構(gòu)安全可靠；②構(gòu)造簡潔，傳力明確；③拼裝簡單，成本較低；④合理設(shè)置制動(dòng)墩；⑤考慮行洪（包括漂浮物等）、航道等相關(guān)要求；⑥便于工程主體結(jié)構(gòu)施工[1]。

1.2 總體布置

本文以河北省廊坊市某施工貝雷梁鋼棧橋?yàn)槔M(jìn)行介紹，該貝雷梁鋼棧橋全長250 m，跨徑布置以9 m為主（見圖1）。橋梁分四聯(lián)布置，第一聯(lián)跨徑布置為（3×9+7.5+1.5）m，第二聯(lián)跨徑布置為（1.5+7.5+3×9+3+4×9+7.5+1.5）m，第三聯(lián)跨徑布置為（1.5+7.5+4×9+3+3×9+7.5+1.5）m，第四聯(lián)跨徑布置為（1.5+7.5+3×9）m，橋?qū)? m。上部結(jié)構(gòu)采用貝雷梁形式，下部結(jié)構(gòu)橋墩采用鋼管樁，橋臺(tái)采用重力式橋臺(tái)。

該貝雷梁鋼棧橋橫斷面布置考慮人行和車行功能分離，人行、車行中間設(shè)置防撞護(hù)欄，人行外側(cè)設(shè)置人行欄桿。橋梁橫斷面布置為：1.5 m人行道+6 m車行道+1.5 m人行道，全幅寬度為9 m（見圖2）。

1.3 主要技術(shù)指標(biāo)

該貝雷梁鋼棧橋的主要技術(shù)指標(biāo)：①橋梁用途為施工棧橋；②設(shè)計(jì)車速為10 km/h；③設(shè)計(jì)車輛荷載為80 t；④人群荷載為2.5 kN/m2。

2 貝雷梁鋼棧橋結(jié)構(gòu)組成及計(jì)算

2.1 結(jié)構(gòu)組成

貝雷梁鋼棧橋上部結(jié)構(gòu)由貝雷梁、橫向花架和橋面等構(gòu)件組成。貝雷梁采用成品貝雷梁片組裝而成，可采用2排或3排為1組，每排貝雷梁的橫向間距一般為0.45 m或0.9 m，通過設(shè)置橫向花架進(jìn)行連接和固定。貝雷梁鋼棧橋的橋面結(jié)構(gòu)主要由橋面橫向分配梁、橋面縱向分配梁和橋面鋼板組成，橋面橫向分配梁多采用工字鋼，橋面縱向分配梁多采用槽鋼，橋面鋼板采用花紋鋼板。貝雷梁鋼棧橋下部結(jié)構(gòu)由鋼管樁、樁間連接構(gòu)件和橋墩樁頂橫梁組成，其中橋墩樁頂橫梁多采用雙拼工字鋼組成，工字鋼可通過焊接在鋼管樁頂部或嵌入樁頂（樁頂開槽）進(jìn)行固定，本項(xiàng)目采用焊接在鋼管樁頂部的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，橋梁還需考慮設(shè)置限位裝置等。采用φ820-12 mm鋼管樁，樁間采用φ325-8 mm連接構(gòu)件，橋墩樁頂橫梁采用雙拼工56a，貝雷梁采用321型，橋面橫向分配梁采用工25a，橋面縱向分配梁采槽20a，橋面花紋鋼板厚8 mm。

2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算

2.2.1 荷載及荷載組合

本項(xiàng)目貝雷梁鋼棧橋設(shè)計(jì)主要荷載：①橋梁結(jié)構(gòu)自重；②車輛荷載（包括汽車荷載、混凝土罐車及其制動(dòng)力等）；③起重設(shè)備荷載（包括履帶吊荷載、汽車吊荷載等）；④施工荷載（包括人群荷載、材料設(shè)備堆放荷載等）；⑤流水壓力和偶然荷載（撞擊荷載等）；⑥風(fēng)荷載等。其中，需特別說明的是，橋墩上的流水壓力和貝雷梁上的流水壓力按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D 60—2015）和《港口工程荷載規(guī)范》（JTS 144—1—2010）進(jìn)行計(jì)算，風(fēng)荷載按照《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/T 3360—01—2018）計(jì)算。

貝雷梁鋼棧橋需結(jié)合使用過程中在橋梁結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載情況等，依據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D 60—2015）》《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D 64—2015）等規(guī)范按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行荷載組合，并應(yīng)取各自的最不利的組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算

對(duì)貝雷梁鋼棧橋的驗(yàn)算，包括但不限于：①貝雷梁抗彎、抗剪承載力；②鋼管樁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及位移和單樁承載力；③樁頂橫梁及縱橫向分配梁的強(qiáng)度；④關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、限位裝置的焊接等局部強(qiáng)度；⑤抗浮、抗傾覆等。

以下主要對(duì)貝雷梁鋼棧橋的抗彎和抗剪承載力、下部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及位移和鋼管樁單樁承載力進(jìn)行詳細(xì)說明。

1） 貝雷梁鋼棧橋抗彎和抗剪承載力

貝雷梁鋼棧橋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力是通過恒載和活載等引起的單項(xiàng)內(nèi)力組合后求得，根據(jù)《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》桁架容許內(nèi)力取值見表1[2]，本鋼棧橋設(shè)計(jì)為不加強(qiáng)型橋梁，其單排單層的抗彎承載力為788.2 kN·m，單排單層的抗剪承載力為245.2 kN，橋梁橫橋向采用14排貝雷梁片。經(jīng)計(jì)算，該橋最不利彎矩為8 569 kN·m＜抗彎承載力14×788.2 kN·m=11 034.8 kN·m，安全系數(shù)1.29；最不利剪力2179.08 kN＜14×245.2 kN=3 432.8 kN，安全系數(shù)1.58；貝雷梁抗彎抗剪承載力均滿足要求。

2） 下部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及位移驗(yàn)算

本橋采用工56a雙拼工字鋼蓋梁，Q235C鋼材；樁基采用φ820-12 mm鋼管樁。通過建立midas模型，施加最不利工況下的反力，計(jì)算分析下部結(jié)構(gòu)樁頂橫梁、鋼管樁及樁間連接構(gòu)件的強(qiáng)度和位移情況。

對(duì)于雙排樁橋墩，考慮一聯(lián)的制動(dòng)力均施加在此墩上；對(duì)于單排樁，考慮一聯(lián)制動(dòng)力平均分配在每個(gè)橋墩上。經(jīng)計(jì)算，最不利荷載工況下的下部結(jié)構(gòu)基本組合最大應(yīng)力值為57.5 MPa，＜190 MPa，滿足規(guī)范要求；鋼管樁在地面處的位移為3.4 mm，＜6 mm，滿足規(guī)范要求，雙排樁和單排樁模型見圖3。

3） 鋼管樁單樁承載力驗(yàn)算

依據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3363—2019）第6.3.5條按照沉樁驗(yàn)算鋼管樁的地基承載力。采用φ820-12 mm鋼管樁，周長為2 576.1 mm，樁端面積為30 460.9 mm2，開口樁端土塞效應(yīng)系數(shù)為0.3，影響系數(shù)為1.0。經(jīng)計(jì)算，鋼管樁單樁承載力為928.2 kN＞單樁反力655.7 kN，安全系數(shù)1.42，滿足規(guī)范要求。

3 貝雷梁鋼棧橋的施工

3.1 施工準(zhǔn)備及交底

施工準(zhǔn)備需注意：①調(diào)查氣象、地質(zhì)、水文條件、水下地形和岸坡穩(wěn)定情況等。②施工前應(yīng)嚴(yán)格對(duì)所有的鋼管樁、型鋼等鋼棧橋結(jié)構(gòu)用材料進(jìn)行現(xiàn)場檢查，除滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求外，還應(yīng)達(dá)到外觀無變形、焊縫無裂縫、無銹蝕嚴(yán)重部位等缺陷。經(jīng)檢查驗(yàn)收合格的原材料和構(gòu)配件應(yīng)按品種、規(guī)格分區(qū)域堆放。③對(duì)重復(fù)使用的材料及構(gòu)配件不應(yīng)有焊傷、脫焊、變形、破損、嚴(yán)重銹蝕等外觀缺陷，經(jīng)檢查合格后方可使用。④應(yīng)仔細(xì)核查施工場地的位置、面積及施工道路是否滿足施工需求。⑤應(yīng)仔細(xì)核查鋼棧橋施工與服務(wù)的主體結(jié)構(gòu)施工工序等是否有相互干擾等。⑥安排專業(yè)人員復(fù)核圖紙、復(fù)測測量控制網(wǎng)，完成鋼棧橋?qū)嵤┬允┕そM織設(shè)計(jì)及作業(yè)指導(dǎo)書，熟悉河道施工的相關(guān)規(guī)定。⑦設(shè)備、構(gòu)件進(jìn)場之后，安排專職人員管理，負(fù)責(zé)統(tǒng)一調(diào)配協(xié)調(diào)鋼棧橋的搭設(shè)施工。

鋼棧橋設(shè)計(jì)完成后，需按程序?qū)彶楹笤偈┕ぁｄ摋蚴┕ね瓿珊?，需?bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后方可投入使用。

3.2 施工方法

貝雷梁鋼棧橋主要的施工方法有：①由岸邊向河內(nèi)側(cè)逐跨進(jìn)行施工；②岸邊起始段及淺水區(qū)常采用履帶吊“釣魚法”施工；③深水區(qū)常宜采用“浮吊或打樁船沉樁、履帶吊安裝”的方式施工[3]。

3.3 施工重難點(diǎn)

鋼棧橋施工的重點(diǎn)：①需保證鋼管樁在河道內(nèi)的入巖深度，保證變形、沉降、垂直度在允許偏差范圍；②需確保各構(gòu)件定位準(zhǔn)確；③需確保各構(gòu)件焊接等連接可靠、穩(wěn)定。鋼棧橋施工的難點(diǎn)：河道內(nèi)鋼管樁施工難度大、水上懸空作業(yè)難度高等。

3.4 鋼管樁施工

3.4.1 鋼管樁的沉樁及標(biāo)高控制

鋼管樁沉樁過程中需通過專人觀測、擺動(dòng)振動(dòng)錘調(diào)整鋼管樁垂直度。鋼管樁沉樁就位后，對(duì)鋼管樁頂進(jìn)行標(biāo)高測量并做好標(biāo)記，根據(jù)標(biāo)記位置對(duì)樁頭進(jìn)行抄平處理。抄平完成后在樁頂焊接封頭鋼板，封頭板頂面必須水平，且封頭板軸線與鋼棧橋軸線平行。

3.4.2 錘擊沉樁

①開錘前，應(yīng)仔細(xì)檢查樁錘，樁帽與樁的中心是否一致，如有偏差應(yīng)改正，當(dāng)超過5cm時(shí)應(yīng)拔出重插。②錘擊沉樁開始時(shí)，應(yīng)采用重錘輕打，使樁在保持垂直度的情況下平穩(wěn)入土下沉，對(duì)柴油打樁錘可控制其供油量以減少錘擊能量。③隨著入土深度加深，逐漸加大沖擊能量，直到樁入土達(dá)到設(shè)計(jì)要求。打樁過程中，升降樁錘的鋼絲繩必須保持松弛狀態(tài)。④沉樁時(shí)，樁遇到下列情況之一，應(yīng)立即停止錘擊，查明原因，采取措施后，方可繼續(xù)施工：貫入度突然發(fā)生急劇變化；樁身突然發(fā)生傾斜、移位；樁不下沉，樁錘有嚴(yán)重回彈現(xiàn)象；樁頂劈裂變形或樁身開裂變形。⑤樁帽內(nèi)的硬木墊塊要經(jīng)常換，特別是在樁帽傾斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。

3.4.3 打樁施工的注意事項(xiàng)

①觀察并掌握水位變化規(guī)律，每天查閱天氣預(yù)報(bào)，觀察水位變化，以掌握尺度。②打樁履帶吊應(yīng)有足夠的定位設(shè)施，以保持履帶吊正確對(duì)位。③岸邊鋼管樁裝車時(shí)，吊機(jī)停穩(wěn)在堅(jiān)固的地基上，正確支撐保險(xiǎn)支腿，當(dāng)?shù)蹙嗖粔驎r(shí)應(yīng)避免吊裝重物，并嚴(yán)禁超載起吊。④水上打樁既有水上作業(yè)，又有高空作業(yè)，施工人員必須穿好救生衣，且在樁架上工作時(shí)，必須系好安全帶。水上應(yīng)備有救生設(shè)備及救生船，防止溺水事故，要加強(qiáng)安全意識(shí)和防范工作。⑤打樁工作應(yīng)由現(xiàn)場統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮。打樁前對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和試運(yùn)轉(zhuǎn)，如果發(fā)現(xiàn)故障，必須先排除故障才能正式投入打樁操作，但一旦開始打樁，就不能再進(jìn)行任何檢查維修工作。如遇5級(jí)以上大風(fēng)、重霧及二級(jí)波浪等惡劣氣候條件時(shí)，應(yīng)停止進(jìn)行任何打樁作業(yè)；在雷雨天氣中，嚴(yán)禁工作人員在樁架上或附近停留。

3.5 樁間連接構(gòu)件的施工

鋼管樁施工完成后，立即進(jìn)行該鋼管樁間水平支撐、斜撐等樁間連接構(gòu)件的施工，施工應(yīng)做到精確放樣，確保焊接質(zhì)量。

3.6 樁頂橫梁的施工

樁頂封頭板施工完成后即可進(jìn)行樁頂橫梁的安裝。在封頭板上放出樁頂橫梁軸線及下邊線位置，使橫梁軸線和鋼管樁排架軸線重合，以保證鋼管樁軸心受壓；然后起吊安裝橫梁，位置安放準(zhǔn)確后先進(jìn)行點(diǎn)焊固定；最后將橫梁兩側(cè)與封頭鋼板間滿焊連接。

3.7 貝雷梁的施工

樁頂分配梁施工完成后，可安裝貝雷梁，安裝貝雷梁時(shí)應(yīng)測量放樣，確保鋼棧橋線位和標(biāo)高。貝雷梁施工包括現(xiàn)場拼裝、吊裝及安裝配件和限位結(jié)構(gòu)等，施工過程應(yīng)做到穩(wěn)定、連接可靠。

3.8 橋面板的施工

橋面板的施工：①宜在后場分塊式預(yù)制，將花紋鋼板、橫向分配梁、縱向分配梁在胎架上焊接成整體結(jié)構(gòu)。②橋面板結(jié)構(gòu)涂裝完成后堆存或運(yùn)輸至安裝位置整體吊裝、安裝。③定位完成后采用“U”型螺栓與貝雷梁固定。

3.9 附屬構(gòu)件的施工

結(jié)合主體結(jié)構(gòu)的施工工序依次施工橋面防撞護(hù)欄、人行道欄桿等。

4 鋼棧橋的驗(yàn)收、使用、檢查及維護(hù)要求

4.1 鋼棧橋的驗(yàn)收

鋼棧橋的驗(yàn)收應(yīng)按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50205—2020）等有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。

4.2 鋼棧橋的使用、檢查及維護(hù)要求

合理使用和必要的維護(hù)是維持棧橋使用壽命的有力保障。定期對(duì)鋼棧橋進(jìn)行全方位的檢查和保養(yǎng)，以確保鋼棧橋的使用安全。具體注意事項(xiàng)：①嚴(yán)格遵守鋼棧橋設(shè)計(jì)的使用年限規(guī)定。②鋼棧橋應(yīng)嚴(yán)格限制最大通行荷載和最高行駛速度。③合理安排施工，盡量減少重型機(jī)械對(duì)鋼棧橋的碾壓。重型機(jī)械在鋼棧橋上行駛要居中緩慢通行，減小對(duì)鋼棧橋的沖擊。④施工期間，避免重物等對(duì)鋼棧橋結(jié)構(gòu)的撞擊，尤其是鋼管樁。⑤盡量少在鋼棧橋上堆放荷載。堆放時(shí)，在不影響施工的前提下，要攤開均勻堆放，不得集中堆放從而造成局部受力過大。⑥在每根鋼管樁上都設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，做好鋼棧橋的監(jiān)控測量。經(jīng)常監(jiān)測鋼管樁的沉降情況，尤其是相鄰鋼管樁基之間的相對(duì)沉降。如出現(xiàn)相對(duì)沉降超限時(shí)，應(yīng)停止施工，采取一些措施來減小相對(duì)沉降量。⑦每周定期檢查：貝雷梁縱梁連接處的銷子、定位銷的松動(dòng)脫落情況。如有松動(dòng)，應(yīng)及時(shí)加固。檢查螺栓松動(dòng)情況，對(duì)螺栓、螺帽脫落的部位，應(yīng)及時(shí)安裝緊固。檢查鋼棧橋各鋼件之間的焊縫，如出現(xiàn)焊縫斷裂等，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊。檢查鋼棧橋各鋼構(gòu)件的工作狀況，如發(fā)現(xiàn)不良變形的鋼構(gòu)件應(yīng)及時(shí)更換。觀測棧橋鋼管樁的沖刷情況，對(duì)于沖刷過大的位置采用拋砂袋、片石的辦法進(jìn)行維護(hù)。⑧對(duì)鋼棧橋面板發(fā)生翹曲或損壞的部位，及時(shí)修復(fù)或更換。⑨使用期間應(yīng)及時(shí)清理鋼棧橋上懸掛的漂浮物。⑩臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)、汛情、大潮、大霧等惡劣氣候條件時(shí)，在保證各墩設(shè)備、人員安全撤退后及時(shí)關(guān)閉鋼棧橋，禁止一切人員、車輛上橋，待解除警報(bào)后再使用。

5 結(jié)語

貝雷梁鋼棧橋作為輔助施工的臨時(shí)橋梁，在大型橋梁施工中扮演著重要角色。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合工程需要，綜合考慮鋼棧橋的總體布置；根據(jù)設(shè)計(jì)和施工規(guī)范，注重構(gòu)造設(shè)計(jì)，考慮所有可能出現(xiàn)的荷載情況，按照最不利工況，依據(jù)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)算，確保結(jié)構(gòu)安全、可靠。鋼棧橋施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、施工規(guī)范和經(jīng)批準(zhǔn)后的施工方案進(jìn)行施工，確保各項(xiàng)工序合格。鋼棧橋在使用過程中應(yīng)定期檢查、維護(hù)等，確保結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定、可靠。

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編輯：劉 巖