張進(jìn)騰
(福建路發(fā)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司, 福建 泉州 362000)
傳統(tǒng)鋼便橋是在工字鋼或貝雷梁上,鋪設(shè)工字鋼、槽鋼或鋼板作為橋面,橋面鋼材用量大,施工速度慢。在貝雷梁上直接鋪設(shè)預(yù)制鋼筋混凝土板作為橋面,能有效降低工程造價(jià),提高施工速度。
傳統(tǒng)鋼便橋采用工字鋼、槽鋼或鋼板作為橋面,橋面用鋼量約180kg/m2,需要進(jìn)行鋼材切割、焊接等作業(yè),工序繁多,人工和材料成本高,橋面造價(jià)約1000 元/m2;而鋼筋混凝土板采用集中預(yù)制,平板車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場吊裝,造價(jià)僅需300 元/m2。鋼筋混凝土板橋面比傳統(tǒng)鋼橋面成本優(yōu)勢明顯。
鋼筋混凝土板采用分塊預(yù)制。在每一跨貝雷梁施工完成后,立即安裝橋面板,由于采用機(jī)械作業(yè),單跨橋面板在1~2 個(gè)小時(shí)內(nèi)即可施工完成。而傳統(tǒng)鋼橋面,需要大量切割、電焊作業(yè),人工施工速度慢,完成單跨鋼橋面約1~2 天。
鋼橋面上車輛通行時(shí),鋼板受到外力擠壓變形、鋼材之間相互撞擊、外力去除后彈性變形恢復(fù)原狀,這一過程中產(chǎn)生刺耳噪音?;炷翗蛎姘遄陨韯偠却?,不易變形;在預(yù)制場統(tǒng)一預(yù)制,每塊混凝土板高度一致,橋面較平整,行車噪音小。
鋼便橋在使用過程,因汽車或施工機(jī)械振動,容易造成橋面鋼板與工字鋼(槽鋼)之間的焊接點(diǎn)開裂、脫落,鋼橋面要經(jīng)常維修。而預(yù)制鋼筋混凝土板是采用螺栓固定,細(xì)小位移并不影響鋼便橋的使用,后期保養(yǎng)費(fèi)用低。
在沿海地區(qū),特別是海面上搭設(shè)的鋼便橋,在高溫、高濕、高鹽環(huán)境下,鋼材容易腐蝕;車輛輪胎直接摩擦橋面鋼板,鋼板表面防銹漆脫落后腐蝕速度加快。而預(yù)制鋼筋混凝土板的鋼筋受到混凝土保護(hù),耐腐蝕性能顯著,可長期周轉(zhuǎn)使用。
鋼便橋主要用于混凝土攪拌運(yùn)輸車和自卸汽車通行,正常通行的車輛荷載≯80t,按80t 汽車作為設(shè)計(jì)荷載。800KN 汽車要技術(shù)指標(biāo):前軸壓力200KN、后軸壓力3×200KN。
鋼便橋橋面設(shè)計(jì)寬度一般為6m 或8m,基礎(chǔ)采用鋼管樁。鋼便橋標(biāo)準(zhǔn)段采用單排墩,間隔4 跨布設(shè)一座制動墩。每墩橫向設(shè)置3 根鋼管樁,在鋼管樁頂上橫向布置2 根I36b 工字鋼作為分配梁。橋?qū)?m 時(shí)布置4 組8 排貝雷梁,橋?qū)?m 時(shí)布置3 組6 排貝雷梁。
鋼便橋主梁采用321 貝雷片拼接成貝雷梁,鋼便橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑一般選9m,兩排貝雷梁用90 型支撐架拼裝成整體貝雷梁,兩組貝雷梁之間最大間距1.31m,貝雷梁縱向間隔3m 設(shè)置[16#槽鋼,將貝雷梁橫向連成整體。貝雷梁上直接鋪設(shè)預(yù)制鋼筋混凝土板作為橋面板,橋面板采用C30 混凝土,板厚度0.2m,寬度2m,板長度與鋼便橋?qū)挾鹊葘?。橋面板采用螺栓固定在貝雷梁上,兩塊橋面板之間設(shè)置橡膠或硬木防沖墊塊,防止使用過程中相互碰撞損壞。
鋼筋混凝土板采用雙層布筋,面筋主筋φ12、分布筋φ10、底筋φ16、分布筋φ10,縱橫向間距20cm,邊角包5#鍍鋅角鋼。
鋼筋混凝土橋面板寬2m,長8m,厚0.2m,按單向板計(jì)算。汽車荷載兩后軸間距1.35m,小于橋面板寬2m,按一塊板承受兩個(gè)后軸車輪計(jì)算。
(1)荷載計(jì)算:P=200*1.3=260KN(安全系數(shù)30%)
(2)內(nèi)力計(jì)算:橋面板最大跨度為1.31 米,按簡支梁驗(yàn)算。
Mmax=PL/4=260*1.31/4=85 KN.m
Qmax=P/2=260/2=130KN
(3)鋼筋配筋計(jì)算:
單塊預(yù)制板寬度b=2000mm,h=200mm,砼保護(hù)層as=35mm,預(yù)制板凈高度h0=200-35=165mm;
混凝土選用C30,砼抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft=1.43N/mm2;鋼筋選用HRB400,鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=360N/mm2。
抗拉鋼筋配筋截面積As1=M/0.9h0*fy=85/(0.9*165*360)=1590mm2;
選用10 根φ16,鋼筋截面As=3.14*8*8*10=2010mm2>As1=1590mm2;
(4)配筋率驗(yàn)算:
p=As/(bh0)=2010/(2000*165)=0.6%
>pmin(h/ho)=0.45*ft h/(fy h0)=0.45*(1.43*200)/(360*165)=0.2%,
p=As1/(bh0)=0.6%>0.2%*(h/h0)=0.2/1000*(2000/165)=0.24%
(5)抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算
V=0.7*β*h*ft*b*h0=0.7*1*200*1.43*2000*165=6.6*10^7KN>Qmax=130 KN
鋼筋混凝土設(shè)計(jì)滿足構(gòu)造及受力要求。
鋼筋混凝土板在預(yù)制場集中預(yù)制,模板選用優(yōu)質(zhì)鋼模,嚴(yán)格控制模內(nèi)尺寸,鋼筋綁扎成型后焊接成骨架,吊裝入模,混凝土澆筑采用振動棒振搗密實(shí)?;炷脸跄坝寐访婵滩蹤C(jī)沿長度方向刻槽,混凝土拆模后覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)。
將貝雷片拼接成單排貝雷梁,每兩排貝雷梁用90 型支撐架拼裝成整體貝雷梁,12m 長度為一節(jié)段以便吊裝。
吊車就位后起吊鋼管樁,用振動錘振動鋼管樁下沉,直至鋼管樁不再下沉為止。鋼管樁插打完成后在各墩鋼管樁之間焊接槽鋼連系,根據(jù)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高,將鋼管樁頂切割槽口,將工字鋼分配梁吊放在槽口內(nèi),然后將分配梁與鋼管樁槽口底滿焊焊成整體。
分配梁上方架設(shè)貝雷梁,待貝雷梁安放平穩(wěn)后用槽鋼將各組貝雷梁連成整體,用槽鋼限位框?qū)⒇惱琢汗潭ㄓ跇俄敺峙淞荷?。然后鋪設(shè)橋面板,橋面板逐塊起吊安放在貝雷梁上,橋面板與貝雷梁之間用螺栓固定牢固。
吊車在已架設(shè)首跨鋼便橋上就位,按以上步驟繼續(xù)完成下一跨鋼便橋搭設(shè),每完成一跨鋼便橋的后要及時(shí)安裝欄桿。
通過工程實(shí)踐,筆者認(rèn)為預(yù)制鋼筋混凝土板應(yīng)用在貝雷梁鋼便橋上,能有效節(jié)約工程造價(jià),加快速度,節(jié)能降耗,提高經(jīng)濟(jì)效益,值得推廣應(yīng)用。