阳红村定水河大桥钢栈桥实例分析-中国期刊网

阳红村定水河大桥钢栈桥实例分析

刘大成

（四川公路桥梁建设集团有限公司，四川成都、 610031 ）

摘要：贝雷钢栈桥以其施工方便、快捷、经济、安全等优点被广泛应用于桥梁便道施工当中。以阳红村定水河大桥钢栈桥为研究对象，开展钢栈桥在车辆移动荷载作用下的受力及整体稳定性分析。结果表明：移动荷载作用下，设计跨径为6×9.144m的贝雷钢栈桥的结构强度、桩基竖向承载力、长细比及压弯稳定性均满足设计要求，结构整体稳定。

关键词：桥梁工程；贝雷钢栈桥；受力分析

中图分类号：TU 443 文献标识码：A

Case study of Steel Trestle Bridge of Dingshui River Bridge in Yanghong Village

LIU Da-cheng

(Sichuan Highway and Bridge Construction Group Co. , Ltd，Chengdu 610031，China )

Abstract: The Bailey steel trestle is widely used in the construction of bridge access due to its advantages of convenient, fast, economical, and safe construction. Taking the steel trestle bridge of Dingshui River Bridge in Yanghong Village as the research object, carry out the analysis of the force and overall stability of the steel trestle bridge under the moving load of vehicles. the results showed：Under the moving load, the structural strength, vertical bearing capacity of the pile foundation, slenderness ratio and compression and bending stability of the Bailey steel trestle with a design span of 6×9.144m all meet the design requirements, and the structure is overall stable.

Key words: Bridge engineering；Bailey Steel Trestle；Mechanical analysis

1 工程概况

阳红村定水河大桥位于四川省宜宾市高县境内，主要跨越定水河，起止里程为DK253+559.8～DK253+929.470，全长369.7，孔跨布置为：1×24+3×32+（40+64+40）m连续梁+2×32+1×24m。

图1阳红村定水河大桥主桥立面图（单位：m）

2 钢栈桥方案设计

2.1 设计方案

钢栈桥设计全长54.864m，设计跨径6×9.144m，共一联，为下承式结构。栈桥桥面宽6m，其中车道宽度4.2m。栈桥主梁采用200型贝雷梁装配而成，每片主梁横向上设6片贝雷梁，上下设加强弦杆。图2所示为阳红村定水河大桥贝雷钢栈桥断面示意图。

图2阳红村定水河大桥贝雷钢栈桥断面示意图（单位：m）

2.2 材料参数

钢栈桥基础采用Φ630mm×10mm钢管桩，按摩擦桩进行设计。钢管桩桩顶以下1.2m处采用[8槽钢作平联及斜联，平联、斜联与钢管桩间采用焊接连接。钢管桩桩顶采用2I40b型钢作为承受贝雷梁的垫梁。纵向主梁采用“200型下承式贝雷桁架结构”。贝雷梁上下均设置加强弦杆，两组贝雷梁之间采用<63×4mm角钢进行连接。贝雷梁上横桥向分配梁采用I45a型工字钢，布置间距为1405mm；纵桥向分配梁采用I14工字钢，布置间距为350mm。纵桥向分配梁上铺δ=10mm花纹钢板作为桥面板。贝雷梁、垫梁、横桥向分配梁间采用U型卡连接。贝雷梁加强弦杆、弦杆、立柱及斜撑为Q345钢材，其余构件均采用Q235钢材。

2.2 荷载及组合

表1、表2所列分别为作用于钢管桩上流水压力设计值及作用于贝雷梁上风荷载设计值。

表1流水压力设计值

钢管桩直径（m）	阻水面积（m²）	设计流速（m/s）	桥墩形状系数	流水荷载（kN）	流水压力（kN/m）
0.63	7.245	2.28	0.8	15.05	2.62

表2风荷载设计值

设计基础风速(m/s)	设计基本风速(m/s)	等效静阵风系数	等效静阵风风速(m/s)	风荷载（N/m）
24.00	19.93	1.29	22.62	1703.94

考虑挂车拖挂旋挖钻通过钢栈桥，挂车总重按75t考虑，图3所示为拖挂车辆荷载立面布置图。

图3 车辆荷载立面布置图

依据规范^[1]，钢栈桥自重荷载、汽车荷载、风荷载、流水压力分项系数分别按1.2、1.4、0.825、和1.05取值。

3 计算结果及分析

3.1 受力结果分析

表3所列为钢栈桥各构件所承受应力最大值。钢栈桥各构件承受的最大正应力及剪应力均小于Q235钢材抗压及抗剪强度设计值，结构整体稳定。

表3钢栈桥各构件应力最大值计算结果统计表

类型	贝雷梁	纵向分配梁	横向分配梁	钢管桩	斜支撑
正应力（MPa）	258.0	68.2	130.5	52.8	51.5
剪应力（MPa）	90.0	17.2	31.8	4.3	0.9

3.2 桩基竖向承载力验算

钢管桩竖向承载力特征值按式（1）计算^[2]。

（1）

式中：为单桩承载力特征值（kN）；桩身周长（m）；为局部冲刷线以下各土层厚度（m）；为对应各土层与桩侧摩阻力标准值（kPa）；、分别为振动沉桩对各土层桩侧摩阻力和桩端承载力影响系数；为桩端土塞效应系数。

表1钢管桩竖向承载力特征值计算参数

类型	状态	厚度/m	桩侧摩阻力/kPa	侧摩阻力影响系数
细砂	稍密	2.62	20	1.1
泥岩	强风化	9.48	70	1.1

桩端承载力取7000kPa，对应桩端承载力影响系数取1.1。按式（1）计算得到钢管桩竖向承载力特征值为854.4kN，大于钢管桩桩端反力F_Z最大值为463.1kN，桩基竖向承载力满足设计要求。

3.3 钢管桩稳定性验算

1）长细比

钢管桩悬臂端长度 =12.1m。截面面积 =19478mm²；截面惯性矩 =19478mm²；截面抵抗矩 =9.3e+8mm⁴；回旋半径 =219.2mm；长细比 =55.2mm。长细比满足规范^[3]对轴心受压柱的长细比容许值不大于150的要求。

2）压弯稳定性

钢管桩压弯稳定性验算按式（2）计算^[3]。

（2）

式中：为构件轴心压力设计值（N），取4.4e+5；为构件整体稳定性系数，取55.2；为等效弯矩系数，取1.0；为构件弯矩设计值，取158.6e+6N·mm；为等效弯矩系数，取1.0；为截面发展系数，取1.0；为抗压、抗弯强度设计值（MPa），取190；为弹性模量（MPa），取206e+3；为屈服强度（MPa），此处取235；、为b类截面系数，分别取0.965和0.3。