装配式贝雷梁钢便桥设计分析

工车辆临时通行，且大多都为单车道布置，本工程为满足实

际需要，需设置为双向两车道,故采用上承式结构。双向两

的特性与结构型式，并结合某跨河钢便桥工程实例具体阐述 了装配式贝雷梁桥结构设计与验算分析，分析结果对类似工

车道宽6 m,两侧各设置1.5m宽人行道，人行道外侧设置A

程具有参考价值。级波形护栏。钢便桥主梁采用双排单层不加强型贝雷梁，桥 面系横梁采用I32a工字钢，按间距0.75 m设置，横梁同时承

关键词:贝雷梁;钢便桥;桥梁设计中图分类号:U448.19 文献标志码:B担贝雷梁横梁联系的作用,横梁上纵向并排设置［28a型槽

钢，并在槽钢上焊接6 nun厚Q235钢板（同时承担桥面铺装

文章编号：1672 -4011（2019）05 -0192 -02DOI：10. 3969/j. issn. 1672 - 4011. 2019. 05. 088层施工模板）o桥面采用10 cm厚C40防水混凝土作铺装

层,为保证铺装层与桥面系钢构件良好的联结，在钢板上焊

X贝雷梁桥主梁结构概述贝雷梁桥是由单销连接桁架单元作为桥跨结构主梁的 桥梁，其主要由桁架式主梁、桥面系、连接系、基础等四部分

接M16 X60型剪力栓钉，剪力栓钉按300 mm X 300 mm间距 布置。桥面系横梁两侧各加长50 cm,用于设置波形护栏构造。钢便桥立面及横断面分别如图1~2所示。7xl2m=84m10cm混凝土铺装*组成,按结构型式可分为上承式桥和下承式桥。贝雷梁桥结

构简单，适应性强、互换性好、拆装方便、架设速度较快，主要

用于架设单跨临时性桥梁，保障车辆、行人跨越江河、断桥、 沟谷等障碍,并可用于抢修被破坏的桥梁，还可用于构筑施

工塔架、支承架、龙门架等多种装配式钢结构。贝雷梁桥主梁可根据跨度、荷载作用等设计依据设计成 不同的结构形式,常见的有:单排单层、双排单层、三排单层、

双排双层、三排双层和在上述五种组合的上、下弦杆上增设

加强弦杆等几种形式⑶，本工程采用双排单层不加强型贝雷

图1桥梁立面布置图/m梁。贝雷梁各杆件均采用16Mn钢材,考虑到装配式公路钢

桥为荷载的临时桥梁,其断面特性及容许应力如表1

500[ 1 500 1 f人行道勺

9 0006000

双向两车道

?500—500『人行道f f所示。表1

贝雷梁主要杆件特性10cm混凝土铺装杆件弦杆材料截面形式容许内 力/kN极限应力/MPa抗拉/压/弯抗剪16Mn16Mn16Mn2[101818560210

273273273208208208竖杆斜杆171.52工程概况本工程位于广东省中山市坦洲镇新丰围,新丰围所在小

岛四面环水，岛内居民出行方式主要靠轮渡,本次新建桥梁

供岛内居民外出临时通行，拟采用临时结构。工程路线长

107. 85 m,设计时速10 km/h,双向两车道，采用乡村道路工

程技术标准⑴，跨河新建一座钢便桥。钢便桥桥面宽为9. 0

图2桥梁横断面布置图m,桥长84 m,跨径分布为7 X 12 m,设计使用年限为10年。3.1.2下部结构设计一般贝雷梁钢便桥下部结构多采用大直径钢管桩及预 制钢盖梁，这样有利于施工安装和减小桩顶反力。本工程位

3工程设计实例探析3.1 结构设计及布置3.1.1上部结构设计常见的下承式贝雷梁便桥一般作为施工临时便桥供施

于沿海地区，考虑到较差的环境因素不利于钢管桩的耐久 性,故下部结构采用混凝土结构,并将桩基施工钢护筒（需考

虑防腐涂装）留作永久使用，起到保护下部桩基的作用。桩 基采用D100 cm钻孔灌注桩，根据工程地质勘察报告及上部

收稿日期：2019 -02 -18作者简介：张俊（1990 -），男，湖北黄冈人，硕士研究生，主要从事工程设计工作。结构荷载作用，按嵌岩桩设计,要求单桩桩顶承载力M2 000

kN,且桩端嵌入持力层（中风化花岗岩）深度M2倍桩径。桩

基上接混凝土盖梁,并采用2片I32a型号工字钢作为上部贝

・192・第45卷第5期

2019 年 5 月

6 送坊

Sichuan Building Materials

Vol.45,No.5May, 2019雷梁结构支撑基座。盖梁施工时须注意与预埋焊接钢板，用

3.2.2下部结构受力分析下部结构按双柱式普通钢筋混凝土盖梁的平面框架计

算，下部结构桩土效应采用等效桩长来模拟，等效桩长近似

以焊接工字钢支撑基座，如图3所示。取8倍桩径进行计算。根据上部结构荷载计算，单桩的竖向 反力F二1786 kN,故单桩承载力取2 000 kN能够满足设计要

求。取中间跨位置盖梁结构，经过建立平面框架单元模型计

算（各项计算结果如表4所示），盖梁的承载能力及挠度验算

均满足规范要求且有足够安全富余。表4

项目承载力（裂缝）下部结构盖梁计算结果（中间跨位置）

mm允许值计算最大值跨中挠度0.0632.01.60.2L/600=& 317300=6.7悬臂端挠度图3上下部结构连接示意图3.3

钢便桥施工与使用维护3.2计算分析32.1上部结构受力分析上部结构计算采用Midas Civil 2017有限元分析软件按

1） 贝雷梁主梁须先按每跨每双排进行分组拼装完成后

再依次吊装,上部结构按照“贝雷梁分组拼接-贝雷架吊装

一安装桥面系横梁-安装桥面系槽钢-焊接桥面钢板及剪 力钉-桥面铺装-护栏”的顺序依次施工。实际结构各构件进行建模计算，采用城-B荷载等级。由于

全桥（7跨）钢构件较多，建立全桥模型会导致单元较多，计

算效率较低。为加快计算机计算效率，近似取连续3等跨进

2） 上部结构主梁采用贝雷梁钢结构，钢结构防腐涂装工

程对结构的安全性、耐久性都十分重要。全桥所有钢构件均 需严格按照要求进行防腐涂装施工。行整体建模计算。贝雷架及桥面系工字钢、槽钢采用梁单元

模拟,桥面铺装采用板单元，汽车荷载与人群荷载均采用车 道面施加。桥面板与桥面系槽钢、桥面系槽钢与桥面系横

梁、桥面系横梁与贝雷架均采用弹性连接（刚性），贝雷架各

3） 各构件的搭接需按实际情况确定,保证钢便桥的安全

及稳定。4） 为了加强便桥的整体稳定性，各钢构件连接位置需满 焊并保证焊缝质量。杆件采用共节点连接。由于Midas桥面系构件总体变形与 贝雷架变形一致,导致桥面系构件变形输出结果远大于实际 变形。另外，考虑到桥面系构件跨度均较小,结果分析中桥

面系构件仅以强度满足要求进行控制；贝雷梁结果分析中以

5） 在桥梁两端应设限载、限速交通标示牌，防止超载、超

速行驶。6） 定期检查贝雷梁的保险销、各种螺栓等有无松动、

丢失。强度、刚度均满足要求进行控制，按荷载基本组合计算结果

如表2 ~3所示。表2

构件名称 桥面系槽钢(Q235) 桥面系横梁(Q235)

桥面系钢构件计算结果 MPa最大剪应力4结束语本文简要分析了某跨河装配式贝雷梁钢便梁的设计思 路及计算过程，以供需要的相关人员参考、共同研究。贝雷

梁钢便桥因安装、拆除的便捷性已经被大量应用于各种临时

最大拉/压/弯应力47.7 <[215]17.2 <[125]30.2 <[125]29.6 <[215]贝雷桁架主梁计算结果最大拉/压/弯应力/MPa性桥梁及施工支架,对于贝雷梁钢便桥来说,确定结构承载

能力至关重要，设计中必须根据实际工程合理地选择贝雷梁

表3

构件名称最雳力最大挠度结构型式,同时对贝雷梁、桥面系钢构件以及下部结构做出

准确的验算，才能确保钢便桥的整体安全。/mm///贝雷梁弦杆173.5 <[560]196.3 <[273]143.7 <[273]84.2 <[273][ID：007794]参考文献：贝雷梁竖杆.5 <[210]贝雷梁斜杆54.4<[171.5]贝雷梁整体

/[1] [2]

中华人民共和国住房和城乡建设部•乡村道路工程技术规范:

196.3 <[273]9.8 < [L/500=24]GB/T 51224—2017 [S].北京：中国建筑工业出版社,2017.中华人民共和国交通部.公路钢结构桥梁设计规范：JTG

根据上部结构计算结果，由应力验算可知贝雷梁各杆 件、桥面系各钢构件承载能力均大于设计荷载，由挠度验算 可知贝雷梁整体刚度也满足规范要求⑵，且有足够安全富余

D—2015[S].北京:人民交通出版社,2015.[3 ]黄绍金，刘陌生•装配式公路钢桥多用途使用手册[M].北京:

人民交通出版社,2004.量。考虑到整体结构协同变形重分布后，应力峰值有望进一

[4]周博•大跨度贝雷梁人行桥设计[J] •北方交通,2018,41（6）：步消减，整体结构的安全能得到进一步保障⑷。20 -23.・193・