跨越通航河道贝雷架钢便桥施工技术

左永发（中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司，上海 200135）

1 工程概况

钢便桥位于蠡塘河冲积的河口三角洲内，济学路与滨河路交口南侧，桥梁采用 12 m ＋ 24 m ＋ 12 m 跨越现状约30 m 宽河道，桥面宽 9 m，桥面标高 5.803 ～ 6.511 m（最高点位于 2 号桥墩处）；钢便桥下部河道是澄湖混凝土公司进出的唯一通道，属等外级航道，航道净空标准为 12 ×2.5 m ，由于便桥处通行船只较大且处于河道弯道处，航道净宽要求按 18 m 控制，最高通航水位按 1.49 m 控制，梁底最低标高按 4.25 m 控制。

桥梁主梁采用 48 m 长国产加强贝雷梁（1.7 m 高桁架片），两端直接放在混凝土盖梁上，中间放置在桥墩上，桥后设置 6 m 长桥台搭板。主梁上设置分配梁，分配梁采用22 a 号热轧普通工字钢，间距按 83 cm ＋ 76 cm 布置。分配梁上设置桥面板，采用 12 # 热轧普通工字钢 +1 cm 厚花纹面板，纵梁间距 23.9 cm。两片贝雷梁之间采用横向连接组成标准梁组，贝雷梁上下分别增设加强弦杆。

2 施工方法

2.1 桥 台

桥台基础为Φ1 000 mm 钢管桩、壁厚 17 mm，钢管桩桩桩内设置钢筋笼并浇筑混凝土，用来加固桩基础；桩基础上方浇筑 10 cm C 20 混凝土垫层，垫层上方施做钢筋混凝土盖梁、背墙及耳墙，背墙后方采用道渣回填，回填后上方施做搭板。

2.2 桥 墩

桥墩为横向 2 排、纵向 4 排的Φ600 mm 钢管群桩。

打桩用 DZP 90 振动锤，75 t 履带吊配合作业。纵向桩之间采用 20 # 槽钢进行剪刀撑及平联联结，横向桩之间同样采用 20 # 槽钢进行剪刀撑及平联联结，桩顶采用成品桩帽并加焊 1 cm 厚的翼板（8 块）保证桩帽与钢管连接可靠；在桩帽上方纵向放置钢盖梁 4 道 4 拼 25 # 工字钢，横向放置钢盖梁 1 道 10 拼 25 # 工字钢，在钢盖梁上方放置贝雷梁（安装加强弦杆），在贝雷梁上方放置 22 # 工字钢分配梁，上方安装新型桥面板 2 × 3 m。

DZP 90 振动锤参数：电机功率 90 kW，静偏心力矩470 Nm，振动频率 1 050 r/min，激振力 58 T，空载振幅10.2 mm，空载加速度 12.1 g，最大加压力 16 T，最大拔桩力 25 T，外型尺寸长（L）= 1.523 m，宽（W）= 1.25 m，高（H）2.33 m，总质量 6 160 kg，振动质量 4 560 kg。

施工步骤如下。

第一步：提前施工 0 号桥台，履带吊在河道围堰内侧起吊振动锤施工 1 号桥墩钢管桩。

钢管桩定位放点及钢管桩接桩操作比较困难，固采用临时平台进行放样、钢管桩接桩及后续施工，临时平台采用贝雷架制作，采用两组贝雷片中间插打临时过渡钢管桩，一端放置于河道围堰上方，另一侧放置于河道内临时钢管桩上方焊接牢固，在贝雷梁上焊接 1 号桥墩的限位槽钢，以确定钢管桩的位置。

第二步：拼装第一跨贝雷梁（安装加强弦杆），安装好分配梁，铺设好桥面板，履带吊坐于第一跨钢便桥上起吊振动锤施工 2 号桥墩过渡钢管桩。因第二跨为 24 m，该跨跨度较大，施工难度较高，需插打临时过渡桩，且履带吊的最大安全旋转半径为 15 m，在施工 2 号桥墩时履带吊需在钢便桥上施工，所以临时过渡桩的承载力需进行验算，通过验算，过渡桩需打设 4 根钢管桩，分别为两根 1 000 mm，壁厚为 12 mm，长度为 24 m 的钢管桩，两根 610 mm，壁厚为 10 mm，长度为 24 m 的钢管桩。

当临时钢管桩施工完成后，在钢管桩桩顶采用气割制作安放 60 # 双拼 H 型钢的槽位，安放 60 # 双拼 H 型钢，安放完成后，安放含加强弦杆的贝雷梁，在贝雷梁上方放置 22 #工字钢分配梁，上方安装新型桥面板。

2012年，按照加快实施最严格水资源管理制度试点相关要求，上海市水务局组织编制了 《上海市水资源管理系统实施方案》，启动了新一轮水资源管理系统建设，一是在已有水资源监测的基础上进一步优化完善信息采集，形成与实行最严格水资源管理制度相适应的水资源监控能力；二是建立市区两级水资源管理应用系统，进一步增强支撑水资源定量管理和对“三条红线”执行情况进行考核的能力。

打桩时钢管的垂直度是控制的关键，一般用两台卷扬机随时调整钢管的垂直度，2 台卷扬机拉力方向和吊机吊杆方向均为 12° 夹角，当偏向某一方向时，另两个方向则施加拉力予以调整。

第三步：按第一步施工顺序施工 3 号桥台的钢管桩及桥台。

2.3 主 梁

贝雷桁架分为两种组织形式，分别采用双排单层联结和三排单层联结。

第一跨：该跨长度为 12 m，共使用 18 片贝雷桁架，安放时按 2 m ＋ 3 m ＋ 3 m ＋ 2 m ＋ 3 m ＋ 3 m ＋ 2 m 摆放贝雷梁。首先单片贝雷桁架由 4 片标准贝雷片拼装而成的贝雷梁（12 m），在其上下各安装加强弦杆；待拼装完成 18 片贝雷桁架后，采用宽度为 0.45 m 的支撑架将 2 片贝雷桁架连接为整体，制作为双排单层贝雷梁，制作该贝雷梁3 组；采用宽度为 0.9 m 的支撑架将 3 片贝雷桁架连接为整体，制作为三排单层贝雷梁，制作该贝雷梁 4 组。

第二跨：该跨长度为 24 m，共使用 18 片贝雷桁架，安放时按 2 m ＋ 3 m ＋ 3 m ＋ 2 m ＋ 3 m ＋ 3 m ＋ 2 m 摆放贝雷梁。首先单片贝雷桁架由 8 片标准贝雷片拼装而成的贝雷梁 5 m ＋ 3 m，在其上下各安装加强弦杆；待拼装完成 18 片贝雷桁架后，采用宽度为 0.45 m 的支撑架将 2 片贝雷桁架连接为整体，制作为双排单层贝雷梁，制作该贝雷梁3 组；采用宽度为 0.9 m 的支撑架将 3 片贝雷桁架连接为整体，制作为三排单层贝雷梁，制作该贝雷梁 4 组。

每排各贝雷片之间用带保险插销的销子联结，上下弦全部加设加强弦杆，弦杆与贝雷片由弦杆螺栓联结。左右两排每节贝雷片之间设置支撑架加以稳固，置于每节贝雷片顶面中央之水平位置，用支撑架螺栓与贝雷片联结。

分配梁的安放按照 83 cm ＋ 76 cm 摆放。分配梁分为两种，一种为带螺栓孔的 22 # 工字钢，该分配梁的作用包含支撑、固定桥面板及安装波形护栏等作用；另一种为普通22 # 工字钢，该分配梁的主要作用为支撑作用，每根分配梁采用专业夹具固定牢固。分配梁上方安装成品桥面板，该桥面板为 12 # 的槽钢及 1 cm 的花纹钢板，每块桥面板在安装好后，均为独立桥面板，不会出现普通桥面板受力不均匀的现象。

3 贝雷梁、支架及基底应力检算

钢便桥验算以 24 m 跨度作为计算模型，上部为贝雷片上层式结构，下面主要就贝雷梁、承重梁、钢管桩验算稳定性。

有关技术参数：每片贝雷梁承重弯矩为 97.5 t/m，汽车荷载按 150 t 计，钢管外径D= 610 mm，内径d= 590 mm。

3.1 荷载确定

按 24 m 跨度计算桥面均布荷载。面板（10 mm 厚花纹板、12 # 的槽钢、2 × 3 m/块）：自重 36 × 0.895 t =32.22 t，加上护栏等配件按 40 t 计算；“321”贝雷桁梁（1.5 m 宽、3 m 长）的贝雷片单片重 270 kg，加上配件，24 m 跨度共重：67 t；分配梁及承重梁 24 m 宽度共重：12.08 ＋ 10.51 ＋ 1.2 = 23.79 t ，约 24 t，则该跨梁重 40 ＋67 ＋ 24 = 131 t。

3.2 贝雷梁跨度检算

实际跨度取L=24 m；（60L/2+5.45L/8）/8=92.04（t/m）；因 92.04 ＜ 97.5，满足要求。

3.3 钢管支架检算

3.3.1 钢管的力学性能

3.3.2 钢管承受压力检算

4 钢管桩容许承载力检算

根据工程勘探报告，入土深度地层如下：0.5 m 淤泥+ 4 m 粉土 + 7 m 淤泥质粉质黏土 + 5 m 黏土。淤泥极限侧阻力标准值取 15 kPa，粉土极限侧阻力标准值取 60 kPa，淤泥质粉质黏土极限侧阻力取 30 kPa。桩端土极限端阻力标准值取 200 kPa。

上述数据根据相关取值，则桩的承载力：

最不利情况为 2 根桩承受设计荷载，每根桩的计算荷载：（1 000/2+5.45×24/2）=565.4 kN。

以上合计：632.7 kN＞565.4 kN。

钢管桩入土需要 16 m，水深 4 m，桩顶高出潮水位2.5 m 钢管总长为 24 m，能够满足钢便桥承载力要求。

5 结 语

（1）钢便桥安拆方便快捷，一次性耗材少，成本相对较低，无污染；

（2）施工过程中安全交底和防护工作要到位；

（3）使用过程中要定期和不定期对结构的稳定性进行测量、观察和检查；

（4）使用过程中要限制车速，不允许两辆重型车辆同时在桥上运行；

（5）钢管桩垂直度是打桩过程中控制的重点和难点。

（6）准确的承载力取值为钢管桩设计提供了可靠依据，只有钢管桩基础的承载力符合设计要求才能保证上部结构满足施工要求，同时对贝雷梁、工字钢（分配梁）、槽钢和面板做出准确的验算，才能确保钢便桥的整体安全。