贝雷桁架及钢管桩组合在施工钢栈桥中的运用

摘要：作为钢栈桥项目施工的重要方式，贝雷桁架及钢管桩的组合应用，不仅能简化栈桥结构，而且具有运输方便、架设快速、分解容易、经济效益高的特点。文章以田隆公路贝雷片钢栈桥专项施工项目为例，介绍了贝雷桁架及钢管桩组合施工要点及质量控制策略。

关键词：贝雷桁架;钢管桩;钢栈桥;技术要点;质量控制

0 引言

新經济形态下，我国交通网络布局日趋完善。在道路工程项目施工中，部分项目的建设受地区地形条件影响较大，基于此，人们通常会采用桥梁施工，来确保道路的线形平整。钢栈桥是道路桥梁工程建设的重要形态，其多采用贝雷桁架及钢管桩进行组合施工。组合施工能在协调桥梁工程工艺、经济成本的同时，提升钢栈桥的稳定性和耐久性。然而从施工过程来看，部分施工企业在贝雷桁架及钢管桩组合施工中存在一定问题，这极大地降低了工程建设质量和效益。目前，提升贝雷桁架及钢管桩组合施工质量已经成为钢栈桥项目建设的关键所在。本文结合田隆公路贝雷片钢栈桥专项施工实际，就贝雷桁架及钢管桩组合施工要点及质量控制策略展开分析。

1 项目概况

田林至隆林腊仁公路№1合同段贝雷片钢栈桥专项施工中共有7座桥梁，在所有待建桥梁中，百取小桥、百榄小桥、俄歪小桥、红卫中桥4座桥梁是拆除旧桥后在原桥位施工新桥。为确保道路交通顺畅，促使4座待建桥梁有序建设，计划在各桥址的上游或下游架设钢栈桥。钢栈桥结构依据现场施工环境进行确认，分一跨和多跨两种形式，其中最大跨为18 m，宽为4.5 m，钢栈桥单向交替同行。项目施工中，基于工期、成本、架设、拆解工艺考虑，在钢栈桥施工中采用贝雷桁架及钢管桩组合施工工艺，有效地降低了工程建设难度，实现了建设资源的高效配置，促进了项目质量效益和经济效益相协调。

2 钢栈桥建设分析

2.1 结构确定

要进一步提升钢栈桥施工质量，还应注重其结构形式的有效设计。在田隆公路建设中，施工人员就桥梁跨径、宽度、桥面钢板、横向分配梁、贝雷片主梁的结构参数进行系统设计。本项目桥梁跨径、宽度分别为18 m、4.5 m。横向分配梁采用20b工字钢和14工字钢两种形式，其中前者间距为30 cm，后者间距为15 cm。此外，在贝雷片主梁结构规划中，要求单层10片贝雷片通过45 cm的支撑架组成整体。

2.2 钢栈桥荷载设计

钢栈桥项目建设中，科学合理地进行荷载设计，能有效确保桥梁结构的稳定性，防止发生施工安全事故。就田隆公路项目施工而言，其由原来的旧公路改造，在设计过程中，不仅需考虑原有公路的承载能力，同时需考虑过往车量的实际荷载。在本项目建设中，从栈桥通过的车辆多为运输煤炭车辆，这些车辆载重较大，且部分车辆存在超载问题。基于此，要求新建公路的设计荷载为公路Ⅱ级，具体而言，要求钢栈桥设计荷载为100 t，冲击系数取1.2，安全系数取1.1。

3 贝雷桁架及钢管桩结构组合应用要点

3.1 桥台施工

桥台是贝雷桁架及钢管桩组合施工的基础性内容。（1）验算田隆公路地基承载力需保持在250 kPa以上。（2）在浇筑桥台基础过程中，需按照工程设计图纸，进行模板的有效拼接。在该过程中，需对模板刚度、强度、接缝进行处理，避免出现模板鼓胀、漏浆等状况。（3）在桥尾施工中，需依据桥台高度砌筑一定长度的浆砌片石挡墙。同时，需做好桥台顶面高程的严格控制，进而为钢管桩搭接施工及钢栈桥施工奠定良好基础。

3.2 桥面板加工

桥面板施工要点包括：（1）进行面板尺寸的有效设计，本项目要求每块桥面板尺寸为4.5×3.0 m，顶面面板为10 mm钢板;（2）在面板下横梁设计中，采用[XC西部I.TIF;%90%90]20#或[XC西部I.TIF;%90%90]14#两种型号的工字钢，确保横梁结构的稳定性;（3）在面板与工字钢衔接过程中，要求接触部位间隔40 cm焊接一道10 cm长焊缝，同时焊缝的厚度最小需保持在5 mm;（4）进行工字钢间距的有效调整，[XC西部I.TIF;%90%90]20#、[XC西部I.TIF;%90%90]14#工字钢的间距分别需保持在30 cm和15 cm。需注意的是，在重车行车轮胎范围内，左右侧各增加两道纵向加劲肋板，肋板采用10 mm厚钢板连接在相邻两条工字钢上。

3.3 栈桥上部施工

栈桥上部是钢栈桥项目建设的重要内容，同时也是贝雷桁架及钢管桩组合施工的要点所在[1]。在田林至隆林腊仁公路№1合同段公路栈桥上部施工中，要求项目施工需遵守以下要求：

（1）贝雷梁施工中，施工人员需先在桥位附近的平地上按每组尺寸对其进行拼装，然后在25 t吊车的支撑下，将其吊起，并作为桥跨的承重梁。

（2）完成贝雷梁拼装施工后，需在梁体上部铺设桥面板，桥面板需要预先加工。同时，采用骑马螺栓固定贝雷架与面板上的工字钢，骑马螺栓规格为高15 cm。其中，每块面板固定所使用的螺栓需保持在12个，这些螺栓采用16 mm圆钢现场加工。施工中，确保螺栓拧紧力均匀，且交错分布，可有效地提升桥面板的固定质量。需要注意的是，在桥面板固定过程中，需保证桥面板沿纵桥向每块之间预留1 cm的缝隙。

（3）栈桥护栏采用波形护栏施工，这种护栏在公路项目中较为常用，而且护栏通过立柱加焊钢板开孔与桥面板通过螺栓连接，有效地确保栈桥通行的安全性。

4 贝雷桁架及钢管桩组合荷载的质量控制

4.1 严格规范构建材料

贝雷桁架及钢管桩组合施工中，钢材的使用对于钢栈桥结构稳定具有较大影响。基于此，在项目施工中，施工单位严格控制用于工程结构的材料和物资的质量。

（1）在材料采购过程中，要求采购人员深入市场了解材料品种、质量，挑选信誉度较高的材料供应商供应材料。同时，对采购进场的物资、材料的类别、型号规格、数量、质量指标等进行验证，杜绝不合格品进入施工现场。

（2）各种物资材料按规定进行产品标识和检验状态标识，并分类进行存放，避免施工前发生材料交叉污染、损坏现象。注重材料的规范使用，如在贝雷梁施工中，要求材料现场组装。而在临时钢栈桥施工管理中，针对桥面板翘曲，焊缝断裂等现象，应进行重新施焊固定处理，对于变形较大的面板进行整块替换，有效地保证钢栈桥施工材料质量，为工程项目建设创造良好条件。

4.2 注重关键技术把控

注重钢栈桥关键技术把控，能有效提升贝雷桁架及钢管桩组合施工质量。本项目建设中，上部结构加工及安装是工程项目建设的重点所在。对此，在上部结构加工中，须确保“321”型军用贝雷梁外表无变形、无损伤、漆面良好。同时在分配梁、桥面板、栏杆、花架施工中，严格按照工地加工的方式进行生产。此外，在型钢施工中，要求型钢断面平滑，偏差尺寸≤±1 cm，桥面板加工尺寸偏差≤±1 cm。最后，还应注意确保小型构件外形轮廓清晰、线条直顺，无翘曲现象。上部结构安装中，需在安装前在桥台上测量放线，实现贝雷梁的精准定位，同时在具体安装中，需确保其满足以下条件（见表1）。

4.3 加强桥梁应力计算

钢栈桥施工中，应确保桥梁结构受力合理，能有效地提升桥梁整体稳定性和耐久性。在实际应用计算中，应注重桥面板应力、横向分配梁工字钢应力、栈桥桁架主梁应力等指标的有效计算。在桥面板应力计算中，施工人员需要考虑桥面板跨径、载重汽车作用、钢板厚度等要素的有效统筹，确保桥面板受拉应力、剪应力控制合理。而在横向分配梁计算中，需考虑14工字钢、20b工字钢的有效计算。经计算，本项目14工字钢、20b工字钢的安全系数分别为2.81和2.58，满足荷载安全系数需要。此外，栈桥桁架主梁的验算中，应考虑栈桥桁架弯矩、剪力、挠度、杆件、桥台基础的有效计算，为钢栈桥穩定性提供保证。

4.4 规范栈桥成本把控

为实现钢栈桥项目质量效益、经济效益的协调，还需注重对其施工成本的有效把控。在田林至隆林腊仁公路№1合同段公路项目建设中，钢栈桥采用贝雷桁架及钢管桩进行组合施工，故而在成本计算中，首先应注重各类钢材消耗成本的有效计算。本项目建设中，基于钢栈桥结构设计，建设单位进行材料成本预测管理，为后期成本控制计划制定、成本控制核算提供支撑。其次，在施工过程中，工程建设工期直接影响项目建设成本，本工程进行各分部项目工期节点的严格控制，避免工期延误引起造价成本失控。最后，在施工中，严格落实成本控制计划，并进行工艺技术的优化调整，实现了工程质量与成本效益的协调统一。

5 结语

采用贝雷桁架及钢管桩组合法建设钢栈桥时，钢栈桥各部件的荷载应力均在容许值范围内，并满足冲击系数及安全系数要求，唯有如此，才能确保车辆安全通过。而要满足这一建设要求，需从钢栈桥结构设计施工、荷载计算这两个方面着手控制：

钢栈桥结构设计施工中，一旦栈桥轴线定位，需按照过往车辆荷载要求，进行桥台基础施工，要求桥台荷载及高程满足设计指标。同时，桥面板加工施工中，可将面板尺寸控制在4.5×3.0 m，保证桥面建设效率，桥面板尺寸及施工缝尺寸不得过大，避免影响桥梁稳定性。此外，在栈桥上部施工中，应做好工字钢的有效固定。

栈桥荷载计算控制中，应以《公路桥涵通用设计规范》为指导，从材料着手，同时进行施工技术把控，并做好栈桥荷载的有效计算。贝雷桁架及钢管桩组合建设钢栈桥时，需进行桥面板验算、横向分配梁工字钢的受力计算及桥桁架主梁弯矩、剪力、挠度、贝雷梁杆件、桥台基础的全面验算。本项目钢栈桥结构验算表明，采用贝雷桁架及钢管桩组合法建设钢栈桥时，桥梁荷载为100 t，则地基承载力≥150 kPa。同时若要确保桥跨为18 m，栈桥宽为4.5 m，则贝雷片主梁需按照单层10片贝雷片通过45 cm的支撑架组成整体，同时桥面钢板需厚达10 mm，然后系统设置工字钢，即可实现桥梁结构与荷载的最优控制。此外，在实际建设中，还需做好栈桥质量效益与经济效益相协调。

[1]肖来兵，张世康.钢管柱贝雷梁支架整体卸载及拆除施工技术应用[J].中国标准化，2018（12）：115-116，119.

作者简介：徐有花（1987—），工程师，主要从事二级公路施工管理工作。