贝雷桥在高铁站房工程中的施工应用

摘要：贝雷桥由高强钢材制成轻便的标准化桁架单元构件、横梁、纵梁、桥面板、桥座及连接件等组成，适用于各种跨径、荷载的桁架梁桥，具有搭拆便捷、稳定性好与负载高等特点，被广泛应用于抢险救灾、交通工程等各领域。菏泽东站站房工程作为枢纽工程核心，处于东、西站前广场和南、北正线施工单位的包围之中，其运输通道及建设环境相当恶劣，在主体结构施工及装饰装修阶段，需要运输大量的原材及机械进入施工现场，因此采用贝雷桥作为施工现场的桥梁通道，方便现场材料运输，节约了施工成本，缩短了施工周期。

[作者简介]林浩（1976—），男，本科，助理工程師，主要从事施工技术研究及创新工作。

1 工程概况

1.1 工程简介

菏泽东站是国家“八纵八横”铁路网中的鲁南和雄商铁路线重要节点，建成后将成为目前鲁西南最大的高铁客运站。车站设计以“牡丹之都，生命之泽”为主题，完美体现了菏泽东站的地域文化特色，见图1。车站中心里程为菏曲段DK416+265，总建筑面积213 289 m2，其中站房建筑面积59 576 m2，站台雨棚面积46 188 m2，建筑总高度为38.10 m（以站台层为±0），站房主体最高点距广场地面43.10 m。

1.2 贝雷桥结构形式

该工程结构复杂，跨度大，东西两侧是正在施工的东、西广场，南、北两侧为正在施工铁路正线区域，场地处于四面包围的状态，交叉作业多，工作面狭小，现场道路拥塞。为便于现场施工，提高施工效率，拟布置5道贝雷桥做临时施工道路[1-2]。贝雷桥梁承载按照公路-I级设置，1#～4#贝雷桥的单车满载最大吨位不超过50 t，5#贝雷桥的单车满载最大吨位不超过70 t，车速控制在20 km/h以内，贝雷桥布置位置见图2。

贝雷桥平台采用“321”单加强型贝雷梁，栈桥分为上承式结构和下承式结构[3-4]。雷梁上承式结构：贝雷梁上铺28b@30cm工字钢作为分配梁，分配梁上铺标准桥面板，分配梁与贝雷梁之间采用槽钢焊接连接，分配梁与桥面板采用L型螺栓连接;贝雷梁放置在双拼45b工字钢承重梁上，承重梁放在609-16 mm钢管支撑上，钢管支撑底部与转换法兰连接，转换法兰焊接在预埋件上。贝雷梁下承式结构：贝雷梁采用三排单层单加强结构，分配横梁采用28b双拼工字钢，分配梁上铺标准桥面板（990 mm×2 998 mm），分配梁与贝雷梁采用横梁夹具连接，桥面板与分配梁采用面板螺栓连接。

2 贝雷桥现场安装

2.1 贝雷桥布置情况的确定

1#～3#贝雷桥采用上承式结构，总长度39 m，宽4 m。贝雷桥梁承载按照公路-I级设置，单车满载最大吨位不超过50 t车速控制在20 km/h。4#贝雷桥与地面接触位置12 m范围采用下承式钢便桥净宽度4 m，其余42.5 m采用上承式钢便桥，贝雷桥宽4 m。5#贝雷桥宽4 m，与地面接触位置9 m范围采用下承式钢便桥，其余87 m采用上承式钢便桥。贝雷桥梁承载按照公路-I级设置单车满载最大吨位不超过70 t车速控制在20 km/h。贝雷桥具体布置情况如表1所示。

2.2 贝雷桥的选用

本工程的贝雷桥采用混凝土基础，基础落在现场原地面上，地基承载力特征值应满足fa≥90 kPa，当地基不满足要求时应进行换填处理，保证地基的稳定性。贝雷桥应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。贝雷桥体系应具有足够的承载力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的重量以及施工荷载。

贝雷桥选用：标准的贝雷片（孔到孔距离 3m×1.5m）、异形长度贝雷片、加强弦杆和异形加强弦杆、450花架、900花架、609-16 mm钢支撑、双拼45工字钢承重梁、28b工字钢分配梁，桥面板选用标准桥面板990 mm×2 998 mm、异形桥面板990 mm×619 mm。标准桁架构件示意、贝雷梁桁架构件断面特性、贝雷梁的材料参数，见图3和表1～表5。

2.3 施工方法及操作要求

根据该工程实际情况，钢支撑、工字钢、贝雷梁等材料到场后放在指定卸料区域（在相应安装塔吊吊装范围内），用25 t汽车吊在场地内将贝雷梁拼装成榀备用。根据现场实测预埋件标高拼装钢支撑。预埋件安装完成后，混凝土到达100 %强度后焊接转换法兰。先安装贝雷梁，用塔吊竖直吊装拼好的钢支撑，安放在转换法兰上，用高强螺栓连接。相邻钢支撑安装完成后，立刻安装剪刀撑增加其稳定性。

钢支撑安装完成后，测量顶部标高，用钢板找平使钢支撑顶部位于同一水平线上。用起重机将45b工字钢承重梁放置在钢支撑上，并进行加固。将单榀贝雷梁在料场拼装成组，用起重机吊至45b工字钢承重梁上，并进行加固。依次吊装剩余贝雷梁，相邻两组贝雷梁安装完成后加剪刀撑，将贝雷梁组联成整体，贝雷梁组架设完成后铺设分配梁工字钢，铺设桥面板。

3 Midas软件数值模拟

3.1 计算模型建立

根据现该工程现场施工的贝雷桥采用MIDAS Civil 2015软件进行验算。贝雷桥按照结构重要性系数取值1.1，永久作用的分项系数取值1.2，永久作用的标准值：钢结构桥梁的自重=36.13 t（按照均布荷载考虑），汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）的分项系数1.4[5-6]。竖向集中荷载=340.8 kN，均布荷载=10.5 kN/m，水平推力荷载=70.2 kN（集中荷载和12 m跨度桥自重的10 %），集中荷载施加在集中荷载位置的相应位置，荷载组合：1.1D+1.2L（稳定性验算），1.1×（1.2D+1.4L）（强度验算）。

3.2 贝雷桥验算

由工程确定可知5#贝雷桥是其中跨度最大，承受荷载最多的贝雷桥，故本文以5#贝雷桥作为主要验算，其主要由护栏、桥面板（990 mm×2 998 mm）、分配梁（28b工字钢）、贝雷梁（321型材质：Q355B）、承重梁（双拼45b工字钢）、立柱（609-16 mm钢管）、柱间斜撑（耳板、16槽钢）、柱底转换法兰（750-40 mm）、柱底预埋件（1 m×1 m×0.02 m钢板，钢筋20 mm采用HRB400）、钢筋混凝土基础组成，钢筋混凝土基础规格为4.2 m×5 m×0.6 m。

在Midas软件中贝雷桥的应力计算结果见图4，贝雷梁弯矩应力为209 MPa，小于许用应力300 MPa，贝雷梁剪切应力为79 MPa，小于许用应力175 MPa，贝雷梁材质为Q355B，贝雷梁的内力满足要求。

承重梁双拼45b工字鋼弯矩应力为10.7 MPa，小于许用应力215 MPa，承重梁双拼45b工字钢剪切应力13.1 MPa，小于许用应力125 MPa，工字钢材质为Q235B，承重梁双拼45b工字钢内力满足要求。

在Midas软件中贝雷桥的内力计算结果见图5，贝雷梁弯矩内力为15 kN·m，小于许用弯矩1 237 kN·M，贝雷梁剪切内力为71 kN，小于许用剪力245 kN，贝雷梁的内力满足要求。

承重梁双拼45b工字钢弯矩内力为50 kN·m，小于许用弯矩435 kN·m，承重梁双拼45b工字钢剪切内力143.2 kN，小于许用剪力1 887 kN，承重梁双拼45b工字钢内力满足要求。

在Midas软件中变形计算结果见图6，贝雷梁挠度为6.8 mm，由表5计算得出的挠度为12.87 mm，均小于L/800=15 mm，承重梁双拼45b工字钢挠度为2.41 mm，小于L/800=3.19 mm，满足设计要求。

贝雷桥在整体稳定性计算时，按照结构自重×1.1+车辆荷载×1.2+水平推力×1.2进行计算，由数值模拟计算的结果如图7所示，贝雷桥的临界系数为9.22，该结构稳定。

4 结束语

菏泽站项目采用贝雷桥作为站房施工用临时桥梁，将贝雷桥安装在站房的高架层及站房暂时无法施工通行的关键位置，满足了业主对工程工期的要求，减少了大型吊装设备的投入成本，降低了作业人员的通行难度，方便了施工材料的运输，降低了工人的劳动强度并可以有效的提高工作效率，缩短了工期提高了经济效益。该工程将贝雷桥应用于站房施工的安装方式，可以为今后类似的工程提供借鉴。

参考文献

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