装配式公路钢桥使用手册1.docx

装配式公路钢桥使用手册1.docx

《装配式公路钢桥使用手册1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《装配式公路钢桥使用手册1.docx（55页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

装配式公路钢桥使用手册1

装配式公路钢桥使用手册

装配式公路钢桥

一、装配式公路钢桥的由来

世界上被广泛使用的贝雷钢桥（也称装配式公路钢桥，组合钢桥）不仅在发达国家用途广泛，而且在发展中国家的架桥工程中也深受欢迎。

最初的贝雷军用钢桥由英国的唐纳德·贝雷（SirDonaldBailey）工程师在1938年第二次世界大战初期设计。

他的设计概念要以最少种类的单元构件，用它拼装成各种不同荷载、不同跨径的桥梁，只需利用易于得到的一般中型卡车运输，只用非熟练工人（ＵnskilledＬabor）以人力来搭建（图1-1）。

图1-1人工架设

在第二次世界大战期间，这种军用钢桥被大量用于欧洲及远东战场。

战后，许多国家把贝雷钢桥经过一些改进转为民用，如美国、日本、原苏联。

贝雷钢桥在我国交通建设、抗洪抢险中起过重要作用。

20世纪60年代，我国采用国产钢16Mn把贝雷钢桥设计成装配式公路钢桥，即至今一直在国内广泛生产并使用的“321”装配式公路钢桥。

这种桁架不仅用于临时便桥（图1-2）或加强桥梁（图1-３），还大量用作施工支架（图1-４）、龙门架（图1-５）、缆索吊立柱（图1-６）。

图1-２临时便桥

图1-３加强浮桥

图1-４施工支架

图1-５龙门式车辆临时通道

图1-６缆索吊立柱

二、装配式公路钢桥的性能与特点

装配式公路钢桥是由单销连接桁架单元作为桥跨结构主梁的下承式桥梁。

其结构简单，适应性强、互换性好、拆装方便、架设速度较快、载重量大；主要用于架设单跨临时性桥梁，保障履带式荷载500千牛、轮胎式荷载300千牛（轴压力130千牛）以下的各种车辆通过江河、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。

其最大跨径可达69米，车行道宽度3.7米；允许通行速度：

轮式车辆30千米/小时、履带式车辆5千米/小时；人工架设时，作业人员30~40名；器材可用通用型载重汽车载运，每辆车装载3~4纵长米桥梁器材。

三、装配式公路钢桥的组成与结构

装配式公路钢桥由桁架式主梁、桥面系、连接系、构础等4部分组成，并配有专用的架设工具。

主梁由每节3米长的桁架用销子连接而成（图3－1），位于车行道的两侧，主梁间用横梁相连，每格桁架设置两根横梁（图3－2）；横梁上设置4组纵梁，中间两组为无扣纵梁，外侧两组为有扣纵梁；纵梁上铺设木质桥板（图3－3），桥板两侧用缘材固定（图3－4），桥梁两端设有端柱。

横梁上可直接铺U型桥板。

主梁通过端柱支承于桥座（支座）和座板上（图3－5），桥梁与进出路间用桥头搭板连接，中间为无扣搭板，两侧为有扣搭板（图3－6），搭板上铺设桥板、固定缘材。

全桥设有许多连接系构件如斜撑、抗风拉杆、支撑架、联板等，使桥梁形成稳定的空间结构。

图3－1用桁架销连接主梁

图3－2每节桁架中横梁的位置

图3－3纵梁和桥板的位置

图3－4缘材的位置

图3－5主梁端柱支承在桥座和座板上

图3－6桥头搭板的设置

为适应不同荷载和跨径的变化，桁架组合可取10种相应的变化，即单排单层（英文缩写SS，图3－7）、双排单层（DS，图3－9）、三排单层（TS，图3－11）、双排双层（DD，图3－13）、三排双层（TD，图3－15）和在上述5种组合的上、下弦杆上增设加强弦杆的5种形式（图3－8、3－10、3－12、3－14、3－16）。

增设加强弦杆时，通常冠以“加强”二字（用英文表示时增加“R”），例如，“三排单层加强型（TSR）”等。

桥梁的载重量、跨径和桁架组合关系见表3—2、表3—3。

图3－7单排单层（SS）图3－8单排单层加强型（SSR）

图3－9双排单层（DS）图3－10双排单层加强型（DSR）

图3－11三排单层（TS）图3－12三排单层加强型（TSR）

图3－13双排双层（DD）图3－14双排双层（DDR）

图3－15三排双层（TD）图3－16三排双层（TDR）

（一）主梁

主梁由桁架单元、桁架销子、端柱、加强弦杆、桁架螺栓、弦杆螺栓等构成。

1．桁架单元（桁架片）和桁架销子（图3－17）

（1）桁架单元：

由上、下弦杆，竖杆和斜撑焊接而成。

上、下弦杆的一端为阴头，另一端为阳头，在阴、阳头上都有销子孔。

两节桁架拼接时，将一节的阳头插入另一节的阴头内，对准销子孔，插上销子。

桁架各孔的用途如下：

弦杆螺栓孔用于拼装双层或加强桥梁时，将桁架螺栓或弦杆螺栓插入弦杆螺栓孔内，使双层桁架或桁架与加强弦杆连接起来；支撑架孔用来安装支撑架，当桁架用作主梁时，用中间两个孔，用作桥脚时，用端部两个孔，以加强两排桁架间的联系；风构孔用于连接抗风拉杆；端竖杆上的支撑架孔，用于安装支撑架、斜撑和联板；横梁夹具孔用于安装横梁夹具。

下弦杆上设有4块横梁垫板，垫板上有栓钉，用于限定横梁的位置。

每片桁架重265千克；肩抬需作业手4人，手抬则需8人；如将上、下弦杆的加强弦杆连接后再用手抬，则需增加4人。

桁架单元杆件性能见表3-1。

表3-1桁架单元杆件性能

杆件名

材料

横断面型式

横断面积（cm2）

理论容许承载能力（kN）

弦杆

16Mn

][10

25.48

560

竖杆

16Mn

I8

9.52

210

斜杆

16Mn

I8

9.52

171

图3－17桁架单元与桁架销子

（2）桁架销子：

用于连接桁架。

在销子的一端有一个小圆孔，安装时插入保险卡，以防止销子脱落。

销子顶端有一凹槽，方向与小圆孔方向一致，安装时使凹槽与上、下弦杆平行，以使保险卡顺利插入销子孔内。

当架设三排桥梁时，为了装拆方便，销子按下述规定安装：

下层第一排（内排）桁架的销子由内往外插，第二、三排桁架的销子则由外向内插；上层各排桁架的销子都由内往外插。

桁架销子材料为30CrMnTi，直径为49.5mm。

表3—2载重跨径组合表（履带载）

排层组合

单排单层

双排单层

三排单层

双排双层

三排双层

载重量

（kN）

履

|

150

履

|

250

履

|

400

履

|

500

履

|

150

履

|

250

履

|

400

履

|

500

履

|

150

履

|

250

履

|

400

履

|

500

履

|

150

履

|

250

履

|

400

履

|

500

履

|

150

履

|

250

履

|

400

履

|

500

跨径

（m）

结构

形式

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

9

12

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

45

48

51

54

57

60

63

66

69

注：

1．在桁架上、下弦杆另设加强弦杆,以提高桥梁的抗弯能力时，为”加强”;

2．车速限度是：

每格内只准单车以5km/h车速通过。

表3—3载重跨径组合表（轮式载）

排层组合

单排单层

双排单层

三排单层

双排双层

三排双层

载重等级

汽

|

10

汽

|

15

汽

|

20

挂

|

80

汽

|

10

汽

|

15

汽

|

20

挂

|

80

汽

|

10

汽

|

15

汽

|

20

挂

|

80

汽

|

10

汽

|

15

汽

|

20

挂

|

80

汽

|

10

汽

|

15

汽

|

20

挂

|

80

跨径（m）

结构

形式

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

不加强

加

强

9

12

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

45

48

51

54

57

60

63

注:

1．汽—10：

可通过单车150kN或100kN汽车的车队（车的间距19m）；汽—20：

可通过单车300kN的汽车或200kN的车队（车的间距19m）；

汽—15：

可通过单车200kN的汽车或150kN汽车的车队（车的间距19m）；挂—80：

为800kN的大型平板车；

2．车速限度是：

汽车—20级以下列车，以30km/h以内车速通过；80吨挂车每格内只准单车以5km/h以内车速通过.

2．端柱（图3—18）：

端柱安置在桥梁的两端。

用于将桥梁上的荷载传递到桥梁支座上。

端柱有阳头和阴头两种。

安装时，阴头端柱装在桁架的阳头上，阳头端柱装在桁架的阴头上。

端柱侧面的两个圆孔连接于桁架的上、下弦杆，上面的一个椭圆孔与第二层桁架连接；端柱下部设有带定位销的短悬臂和活动铁扣，用于设置和固定横梁。

长距离运输时，可将活动铁扣移入柱腹中，用螺栓固定。

在端柱底部焊有鞍形垫铁，用于端柱座落在桥座的轴梁上。

图3—18端柱

3．加强弦杆（图3—19）：

加强弦杆一头为阴头，另一头为阳头。

在加强弦杆的中间设有支撑架孔和弦杆螺栓孔。

加强弦杆与桁架上、下弦杆的连接见图3—166。

设置加强弦杆的目的，在于提高桁架的抗弯能力，充分发挥桁架腹杆的抗剪作用。

由于桥梁端部弯矩很小，故首、尾节桁架不需设加强弦杆。

图3—19加强弦杆与桁架螺杆

4．桁架螺栓和弦杆螺栓（图3—19）：

桁架螺栓用于连接上、下层桁架。

使用时将螺栓自下而上插入桁架弦杆螺栓孔内，让螺栓的弯曲垫板卡在弦杆内，拧紧螺帽。

弦杆螺栓，形状与桁架螺栓相同，仅长度短7厘米。

用于连接桁架与加强弦杆，安装时按图3—20所示，使螺杆头部埋在加强弦杆内，以免桥梁推出时受阻。

图3—20加强弦杆与桁架上、下弦杆的连接

（二）桥面系

桥面系包括横梁、纵梁、桥面板、缘材等。

1．横梁（图3—21）：

横梁上设有4组卡子，用于限定纵梁位置，两端焊有短柱用于连接斜撑，两端底面各有3个凹眼。

安装横梁时，将凹眼套入桁架下弦杆横梁垫板上的栓钉，使横梁在桁架上就位。

凹眼的间距与桁架间距相同，横梁就位后，桁架的间距也就相对固定了。

2．横梁夹具（图3—21）：

横梁夹具由拉杆、悬梁和支承杆3部分组成；用于固定横梁。

拉杆端部有一凸头，安装时将拉杆凸头扣入横梁垫板缺口内，悬梁的一端勾在桁架竖杆的长方孔上，再用把杆（或扳手）转动支承杆，使其压紧固定横梁。

横梁夹具不能承受很大的向上荷载，因此，当横梁用夹具夹住时，禁止用千斤顶在横梁下顶起。

横梁的固定见图3—22。

图3—21横梁与横梁夹具图3—22用横梁夹具固定横梁

3．纵梁（图3—23）：

纵梁分有扣纵梁和无扣纵梁两种。

有扣纵梁上焊有扣子，设在桥面两侧，桥面板榫头即安放在扣子之间，其中4个扣子开有通天孔，用于缘材螺栓通过此孔将缘材和桥面板与有扣纵梁连接。

无扣纵梁不分正反面，设在桥面中间。

图3—23纵梁

4．桥面板、缘材和缘材螺栓（图3—24）。

（1）桥面板：

每节桁架需15块，两端做成凸榫，嵌入有扣纵梁的扣子内。

（2）缘材：

安装在车行道两侧。

安装时，缘材的4个长方孔，对准有扣纵梁上的通天孔，将缘材螺栓的T形头插入扣子底部，旋转90°；然后，拧紧螺帽。

连接情况见图3—25。

图3—24桥板、缘材与缘材螺栓

图3—25桥板、缘材与缘材螺栓的连接

5．U型钢桥板、路缘（图3—26）。

（1）U型钢桥板：

钢桥板系由标准桥板、中央桥板、搭板、中央搭板、路缘、路缘螺栓、U型螺栓等七部分组成。

U型钢桥板每一桥节由4块标准钢桥板、一块中间钢桥板、桥两侧路缘板及连接件组成（图3—26），构件诸元如表3-4所示。

图3—26U型钢桥板

表3-4每一桥节配U型钢桥板构件数量及诸元表

名称

数量

（件）

长度

（mm）

宽度

（mm）

厚度

（mm）

重量

（kg）

连接件

标准钢桥板

4

2998

802

105

236

U型螺栓2个

中间钢桥板

1

2998

482

105

138

U型螺栓1个

路缘

2

2998

208

37

26

M18标准螺栓12个

（2）U型螺栓（图3—27）：

安装在钢桥板的两侧，用于固定钢桥板。

安装时需要专用工具（图3—28）。

图3—27U型螺栓图3—28U型螺栓专用工具

（三）连接系

连接系包括斜撑、联板、支撑架、抗风拉杆等。

1．斜撑（图3—29）：

斜撑用于增加桥梁的横向稳定。

其两端各有1个空心圆锥形套筒，一端与桁架端竖杆上的支撑架孔连接，另一端与横梁短柱连接。

每节桁架在端竖杆上装1对斜撑，桥头端柱另加1对。

斜撑与桁架和横梁用斜撑螺栓连接。

图3—29斜撑

2．支撑架（图3—30）：

支撑架用于第一排与第二排桁架的连接。

双排单层桥，在每节桁架（或加强弦杆）顶面中央，水平安装1个支撑架。

双排双层时，除在顶面安设1个支撑架外，还要在上层桁架后端竖杆上安装1个支撑架（首节桁架前端竖杆也应安装1个）。

架设三排桥梁时，支撑架安装的部位和数量与双排桥梁相同。

安装时，将两端的4个空心套筒嵌入两排桁架的支撑架孔内，再用撑架螺栓固定。

图3—30支撑架

图3—31联板

3．联板（图3—31）：

联板用于第二排和第三排桁架的连接。

三排双层时，桁架上层的每根端竖杆上都应安装1块联板；三排单层时，只需在每节桁架同一侧端竖杆上安设1块联板，首、尾节安装在端柱上。

4．斜撑螺栓和撑架螺栓（图3—32）：

斜撑螺栓用于连接斜撑；撑架螺栓用来连接支撑架和联板。

这两种螺栓的形状基本相同，但斜撑螺栓比撑架螺栓略长一些。

螺栓的一头焊有挡板，用于在拧紧螺栓时偏心挡板扣在构件的边缘，不使螺杆同螺母一起转动。

图3—32撑架螺栓图3—33抗风拉杆

5．抗风拉杆（图3—33）：

抗风拉杆两端各有1个销钉孔，并设有用链条系挂的销钉，利用销钉使抗风拉杆与桁架连接，在抗风拉杆的中部设有连接夹，使抗风拉杆能够弯折，便于运输。

抗风拉杆上还有松紧螺旋扣，用以调整拉杆长度。

螺旋扣内设有长度指示块，转动螺旋扣至杆端触及长度指示块，则表示拉杆已处于正确长度。

螺旋扣的一端有锁紧螺母，以防拉杆松脱。

每节桁架交叉设置两根抗风拉杆，承受垂直于桥梁的横向风力。

安装拉杆时，必须保持正确长度，拧紧锁紧螺母，以保证桥梁顺直和有效地承受风力。

（四）桥础

桥础由桥座（支座）、座板、搭板、搭板支座等构成。

1．桥座（图3—34）：

桥梁端柱支承在桥座轴梁上，轴梁分为3段，架设单排桥梁时，桁架端柱支承在轴梁的中段上；架设双排桥梁时，用两个桥座，端柱分别支承于两个桥座轴梁中段上，架设三排桥梁时，仍用两个桥座，内排端柱支承于1个桥座轴梁中段，中、外排端柱分别支承于另一桥座轴梁的两边段上。

图3—34桥座

2．座板（图3—35）：

座板用于放置桥座，并将桥座传来的荷载均布于地基上。

在座板边上刻有1、2、3数字，分别表示单排、双排、三排桥梁桥座中心线位置。

在座板另一边上刻有跨桥方向的中心线位置。

图3—35座板

图3—36端柱支承在桥座轴梁上

3．桥头搭板（图3—37a）：

桥头搭板分有扣和无扣两种，用于连接桥面与路面，其一端搭于桥梁最后一根横梁上，另一端搭在河岸上，如地基松软，可埋设共同枕材，搭板支承于共同枕材上。

桥头搭板与纵梁相似，区别在于桥头搭板的工字钢中部高12厘米，两端高与纵梁高相同（10厘米），以保持桥面平顺。

在弯起翼缘的下面焊有弧形支座。

如桥面与路面高差较大，可用两节或多节搭板，中间用横梁支承，横梁置于4个搭板支座内。

图3—37桥头搭板与搭板支座

4．搭板支座（图3—37b）：

搭板支座用于支承搭板下的横梁。

每根横梁下设4个搭板支座。

安置时，将横梁放于支座的空槽内，再用压杠固定。

（五）架设工具

架设工具按用途分为推进设备和安装工具两类。

1．推进设备

（1）摇滚（图3—38a）：

用于控制桁架推出方向，并承受桥梁重量。

其下面设有半月牙形垫铁，便于支承在桥座轴梁上。

摇滚可上下自由摇动，它的两侧装有4个小滚轮，当推、拉桥跨时，桁架下弦杆始终被控制在摇滚中央，以保证推、拉桥跨时的方向，架桥时，两岸都应设置摇滚。

摇滚重102千克，最大承重量为250千牛。

摇滚放在桥座上的高度为37.4厘米，放在桥座和摇滚样盘上的高度为42.4厘米。

图3—38摇滚与平滚

（2）平滚（图3—38b）：

用于承受桥梁重量，减少推出时的阻力。

在推出岸摇滚后面每隔6米设置1组。

每个平滚承重量60千牛。

平滚高度19厘米，置于样盘上时，高度为21.5厘米。

（3）摇滚样盘和平滚样盘（图3—39）：

用于垫稳滚轮，增大滚轮接地面积，克服滚轮下陷，并能简易而迅速的确定摇滚和平滚的位置。

图3—39摇滚样盘与平滚样盘

（4）斜面弦杆（图3—40）：

用于使有加强弦杆的桥梁在推进过程中从滚轮上顺利通过。

分阴头和阳头两种；安装在桁架下弦杆的起、止两端，用销子和斜面弦杆尾部的弯钩与加强弦杆、桁架连接（图3—41）。

图3—40斜面弦杆

图3—41斜面弦杆的安装

（5）下弦接头（图3—42）：

用悬臂推出法架桥时，将下弦接头装在导梁（鼻架）桁架下弦杆接头处，使导梁前端翘起，以抵消导梁的挠度和两岸高差，使导梁顺利搭上对岸摇滚。

1个下弦接头能使每节桁架上翘约40厘米。

图3—42下弦接头

2．安装工具

（1）弦杆千斤顶：

由菱形千斤顶、座架和阴头垫铁3部分组成。

菱形千斤顶（图3—43）：

为一四角用钢销连接的菱形架。

在其对角线上