装配式公路钢桥在水利水电工程中的应用iacz.docx

装配式公公路钢桥桥在水利利水电工工程建设设中的应应用探讨讨何毓（湖南郴郴州贝雷雷片贝贝雷桥厂厂 ）摘 要：装配式式公路钢钢桥在各各行业得得到广泛泛的应用用，尤其其是在全全国已建建和在建建大中型型水利水水电工程程前期施施工中发发挥了极极其重要要的作用用，本文文通过装装配式公公路钢桥桥在广西西龙潭水水利水电电工程中中的应用用，浅谈谈装配式式钢桥特特点、分分类、选选型、安安装等问问题。关键词词：装装配式钢钢桥、设设计、应应用前言装配式公公路钢桥桥，自119655年定型型生产以以来，在在我国得得到了很很大的发发展，尤尤其是在在军事运运输、抢抢险救灾灾等应急急交通保保障中，发发挥了突突出的作作用。由由于该桥桥具有结结构简单单、各部部件轻巧巧、互换换性强和和容易组组装、拆拆卸等特特点，深深受广大大用户的的欢迎，并并在国际际上享有有很高的的声誉。自八十年年代以来来某区先后后兴建了了多座大大中型水水利水电电工程，如如龙滩水水电站、岩滩水水电站、大化水水电站、百龙滩滩水电站站、平班水水电站等等，并率率先在龙龙滩水电电站中应应用了汽汽600级HDD2000型装配配式钢桥桥。由于于大型水水利枢纽纽及水电电站多处处深山峡峡谷，前前期施工工贯通两两岸交通通极为重重要。该该区冬季季时间较较长，每每年可利利用的施施工时间间多在889个月，及及时贯通通峡谷两两岸交通通将为导导流洞施施工、河河道截流流、坝体体初期填填筑节省省工期，使使工程提提前受益益。已经经建成的的多处工工程在施施工初期期临时交交通均采采用钢桥桥连接两两岸交通通，从其其应用、运运行情况况看，不不论安全全性、稳稳定性、适适应性都都很好，并并且可以以有效的的节约工工期，使使工程及及时开展展施工。1 钢桥桥特点、分分类1.1钢钢桥特点点装配式公公路桥是是一种可可分解的的、能快快速架设设的、主主要用于于抢修的的制式桥桥梁，这这种桥梁梁器材主主要有以以下特点点：（1）采采用高强强钢全焊焊制成，主主梁一般般可分解解为轻型型桁架，立立体或平平面拼装装，用单单销或螺螺旋连接接，重量量比较轻轻，运输输拆装比比较方便便。（2）构构件可以以互换，可可多次重重复使用用。（3）桥桥梁主梁梁的组合合形式，可可根据跨跨径、荷荷载的大大小改变变。（4）装装拆方便便，用简简单的工工具和人人力就能能迅速建建成。1.2钢钢桥分类类目前装配配式钢架架桥分两两类。一一种为老老式“3211”装配式式公路钢钢桥，另另一种为为新开发发出来的的HD2200型型、HDD1000型、HHD20001型型、HDD20002型、HHD20003型型、ZBB2000型装配配式公路路钢桥。1.2.1“3211”公路钢钢桥“3211”装配式式公路钢钢桥是在在原英国国贝雷（BBAILLEY）桁桁架桥的的基础上上，结合合我国国国情和实实际情况况研制而而成的快快速组装装桥梁。“321”公路钢桥，原设计为单跨桥梁，最大架设长度为69m，使用的局限性比较大，因此，国家定点设计单位对“321”公路钢桥作过多项革新研究，把这种器材成功地移植到浮桥、多跨桥、吊桥上，使“321”公路钢桥器材的使用性能大大提高。“3211”钢桥的的桥净宽宽为3.7m，单车车道，主主桁可单单排、两两排或三三排并列列，桁架架上的上上下弦杆杆可另设设弦杆加加强。架架设钢桥桥首先要要确定桥桥梁的跨跨径，才才能利用用不同等等级的荷荷载选定定桥型，跨跨径应取取3m的整倍倍数，各各种组合合跨径可可由9m至69m。其适适用于汽汽车10级级、汽车车15级级、汽车车20级级的列车车，5000kNN履带车车（履带带50）和和8000kN平板板挂车（挂挂车80）等等五种荷荷载，桁桁架各种种组合形形式有：单排单单层、双双排单层层、三排排单层（加加强的单单排单层层、双排排单层、三三排单层层）。双双排双层层、三排排双层（加加强的双双排双层层、三排排双层），桁桁架高度度1.44m。1.2.2 HHD2000型公公路钢桥桥HD2000型装装配式公公路钢桥桥（简称称“2000”型钢桥桥），是是在“3211”公路钢钢桥的基基础上，参参照英国国美贝公公司最新新设计的的Commpacct2000型钢钢桥，由由中交公公路规划划设计院院设计和和开发的的新一代代战备钢钢桥，这这种钢桥桥从外观观上看与与“3211”公路钢钢桥没有有多大区区别，只只是桁架架的高度度由原来来的1.4m提高到到2.1134mm，桥面面宽由33.7mm扩到4.2m，但但大大提提高了桥桥梁的抗抗弯能力力和刚度度，减少少了桥梁梁的竖向向变形，且且注有公公制和英英制两种种尺寸，以以便于国国际接轨轨。试制制成功的的“2000”型钢桥桥，在强强度、刚刚度、稳稳定和抗抗疲劳等等方面，均均优于“3211”公路钢钢桥，是是目前国国内同类类桥梁中中最先进进的装配配式公路路钢桥。“2000”型钢桥桥的桥面面系统、支支撑系统统和连接接系统比比“3211”钢桥也也有较大大的改进进和提高高，“2000”型钢桥桥的跨径径，采用用重型加加强弦杆杆时，单单车道桥桥梁可达达66m，双车车道桥梁梁可达551m，每节节长度33.0mm，跨径径取3m的整倍倍数。单单车道桥桥面净宽宽为4.2m，双车车道桥面面净宽为为7.44m。“2000”型钢桥桥的设计计荷载，还还增加了了美国荷荷载标准准HS-15和和HS-20两两种，目目前荷载载最大等等级可达达汽车60级级。桁架架各种组组合形式式有：单单排单层层、双排排单层、三三排单层层、四排排单层（加加强的单单排单层层、双排排单层、三三排单层层、四排排单层）。HD1000型（简简称“1000”型钢桥桥）是“2000”的简化化类型，适适用于汽汽200以下荷荷载的桥桥梁。HD20001型型、HDD20002型、HHD20003型型、ZBB2000型装配配式公路路钢桥，是是在HDD2000型桥的的基础上上结合我我国车辆辆超速超超载习惯惯及我国的的具体实实情和各种不不同工地地的施工工需要而而优化一一种2000型钢钢桥。这这四种钢钢桥的外外观尺寸寸与HDD2000型装配配式公路路钢桥完完全一样样，只是是在HDD2000型装配配式公路路钢桥的的基础上上增加了了抗高剪剪、抗高高弯的能能力，使使荷载最最大等级级由原来来的汽车车-600级增加加到挂车车-1220级。桥桥面系在在原来基基础增设设了双横横梁接口口，同时时桁架的的各种组组合形式式也增加加了五排排单层、六六排单层层及各种种双层结结构。1.2.3“3211”钢桥与与“2000”钢桥的的对比表1 “3211”钢桥与与“2000”钢桥的的主要对对比序号项 目目“3211” 钢桥桥“2000” 钢桥桥1桁架高度度1.4mm2.1334m2横梁的高高度270mmm400mmm3横梁材料料27a工工字钢窄异缘HH型钢4横梁抗弯弯刚度 Jx65500cm44237000cmm45每节桁架架横梁根根数126横梁与桁桁架的联联结横梁夹具具方式高强度螺螺栓与桁桁架竖杆杆的联结结方式7桥梁的抗抗风拉杆杆连接柔性与与桁架下下弦的联联结刚性与与横梁腹腹板上的的耳板相相连8高剪力桁桁架无有9桥面系结结构钢桥面板板与纵梁梁分开钢桥面板板与纵肋肋是闭合合截面正正交异性性钢桥面面板10行车道宽宽度单车道净宽仅3.7m单车道桥面净净宽4.2m双车道桥面净净宽7.4m11不加强桥内力和惯惯矩值对对比单排单层层SS 双排单层层DS单排单层层SS 双排单层层DS弯矩/(kN··m)788.215766.4 10344.320277.2剪力/kkN 245.2490.5222.1435.3高剪力/kN 384.6753.7超高剪力力/kNN 509.8999.2惯性矩/cm42504497.25009994.45809967.2116119344.412挠度较大安装时带带预拱度度，挠度度较小从上述对对比表可可以看出出，由于于2000型钢桥桥横梁的的刚度增增加较大大，在汽汽车荷载载作用下下，横梁梁的变形形很小，大大大改善善了多排排桁架的的受力条条件，使使多排桁桁架的受受力均匀匀，因此此，2000型钢钢桥不会会出现“3321”钢钢桥因横横梁变形形造成内内排桁架架受力过过大的现现象。此此外多项项改进，使使2000型钢桥桥的整体体稳定性性和整体体刚度都都比“3321”钢钢桥有较较大的提提高。为为了充分分利用桁桁架的抗抗弯、抗抗剪能力力，2000型钢钢桥的桁桁架有标标准桁架架和高剪剪力桁架架之分，当当桥的抗抗弯能力力满足受受力要求求而抗剪剪能力不不足时，只只要在桥桥的两端端各安装装一节或或两节高高剪力桁桁架，就就可以使使桥的抗抗弯、抗抗剪能力力同时得得到满足足。由此可见见，2000型钢钢桥不仅仅吸收了了“3221”钢钢桥快速速、经济济、适应应面广、组组合结构构系统好好、互换换性强、容容易组装装等优点点，而且且还在强强度、刚刚度、稳稳定和整整体性能能等方面面，都有有较大的的改进和和提高，总总体性能能优“3321”钢钢桥。因因此，2200型型钢桥可可作为永永久性或或半永久久性桥梁梁使用。当钢桥荷荷载较大大，跨度度较大时时，2000钢桥桥在造价价上的优优势也越越明显，以以39mm跨度汽汽200级钢桥桥对比见见表2。表2 汽汽200级荷载载下“3211”钢桥与与“2000”钢桥的的对比序号项 目目“3211” 钢桥桥“2000” 钢桥桥1桁架高度度1.4mm2.1334m2行车道宽宽度单车道净净宽3.7m单车道净净宽4.2m3桁架类型型三排单层层加强型型双排单层层加强型型4重量(tt)57.22（399m）52.88（399m）5造价（万万元）10395由上表可可以看出出，跨度度较大时时，采用用“2000”钢桥不不仅使行行车道加加宽，提提高行车车安全，且且节省钢钢材4.4t，节节省工程程桥面部部分投资资8万元元。J1水电电站7桥设设计为汽汽600级，跨跨度211488m，采采用2000型钢钢桥，桥桥宽4.2m，21mm跨度采采用双排排单层加加强型，48m跨度采用四排单层加强型，布置在导流洞进口，为满足工程建设需要，该桥必须在洪水来临前施工完成，施工工期仅60天，为此，施工单位在一开春即进行河心钻孔桩施工，不到50天完成桥墩、桥台施工，采用鼻架法3天时间完成上部结构安装，确保洪水来临前贯通左右岸交通。而如果采用预应力上部结构，初步估算需要90天才能完成桥梁施工，无法在洪水来临前贯通左右岸交通，且上部预制梁还要提前进行方可。该桥20006年3月初建建成后，不不仅满足足了洪水水来临前前两岸交交通的贯贯通，同同时为初初期坝体体填筑提提供了交交通保证证，运行行至今效效果良好好。因此，在在水利水水电高强强度土石石坝施工工初期可可以采用用钢桥连连接两岸岸交通，具具有建设设速度快快、投资资较省、工工期较短短的特点点，若采采用2000型钢钢桥代替替3211型钢桥桥，则不不仅可以以在节省省投资情情况下加加宽行车车道、减减少桥重重，同时时桥梁整整体安全全性大大大提高。2钢桥设设计选择择2.1钢钢桥应用用范围结合钢桥桥的特点点、从多多年的应应用实践践来看，其其主要用用途如下下：、 战时交通通运输，抗抗震救灾灾，水毁毁等桥梁梁的应急急抢修；、 危桥加固固，即在在原有其其他类型型桥基础础上架设设钢桥；、 架设临时时便桥；、 组成吊桥桥或斜拉拉桥，架架设悬索索桥的塔塔架；、 架设城市市过街人人行桥；、 用于各种种架桥设设备，如如架桥机机、门式式起重机机等；2.2 钢桥选选型在大中型型水利水水电工程程中，钢钢桥的功功能多体体现在架架设临时时便桥，水水利水电电工程施施工具有有交通运运输量大大、季节节性强、运运输强度度高、工工期短、任任务紧等等特点，对对交通运运输线路路中的桥桥涵工程程标准有有特殊需需求，往往往超越越公路标标准。我我国西南南地区水水利水电电工程交交通运输输基本以以公路运运输为准准，对大大中型枢枢纽工程程来讲，施施工初期期阶段运运输强度度较高、工工期较短短，必须须尽快畅畅通左右右岸的交交通连接接、快速速修建跨跨河桥梁梁，解决决高强度度运输问问题，尤尤其是土土石围堰堰填筑、砂砂砾石坝坝体填筑筑等。如如龙潭水电电站砼面面板坝堆堆石料填填筑高峰峰强度达达50万万m3月，由由于料源源较远，配配备322400t上坝坝汽车550辆，因因此根据据施工工工期要求求选择能能够快速速架设的的钢桥，且且荷载能能够达到到汽660级，以以满足施施工需要要。由于于钢桥的的维护费费用较高高，一般般不宜作作为永久久桥梁使使用，在在选择钢钢桥时要要考虑如如下因素素： 、桥梁的的使用时时间，是是永久使使用还是是临时使使用，在在本工程程内能否否重复利利用；如如红水河河上游老老江底大大桥，因因施工期期需要选选择3221系列列钢桥作作为永久久桥，跨跨径36m，加强强双排单单层布置置，300天完成成桥台浇浇筑，而而上部结结构仅22天就施施工组装装完毕，运运行至今今已经33年，交交通量较较大，但但由于保保养得当当状况良良好。 、桥梁的的跨度，即即天然河河道的宽宽窄，能能否允许许一跨通通过，是是否需要要架设河河心桥墩墩等；如如龙潭水电电站7桥布布置河心心桥墩，最最大单跨跨48mm，汽60级级标准。 、桥梁的的有效施施工时间间，为加加快工程程进度，施施工初期期桥梁需需要在较较短的时时间内架架设完成成，因此此，选择择桥型要要重点考考虑桥梁梁自身的的施工时时间；如如龙潭水电电站7桥，施施工期仅仅不到660天，若若采用砼砼桥不可可能在汛汛期前完完成，因因此，经经方案比比较采用用钢桥为为好。 、桥梁的的有效行行车宽度度，200t级自自卸汽车车车箱宽宽度2.5m，440t级级自卸汽汽车车箱箱宽度33.0mm，600t级自自卸汽车车车箱宽宽度3.5m，为为保证运运输的安安全及通通畅，桥桥梁的有有效行车车宽度必必须满足足汽车宽宽度加两两侧安全全宽度的的要求，对对于按双双车道布布置的桥桥梁还要要考虑会会车间距距等因素素。因此，综综上所述述，选择择钢桥桥桥型应根根据荷载载、跨度度、宽度度等因素素综合考考虑后，选选择合理理的桁架架的组合合型式。2.3钢钢桥设计计在水利水水电工程程中钢桥桥设计时时，根据据所搜集集的设计计基本资资料，在在合理选选用跨度度、荷载载等级、钢钢桥类型型及具体体结构形形式的基基础上，还还要结合合桥梁设设计的适适用性、舒舒适与安安全性、经经济性等等方面的的基本原原则。建建成的桥桥梁要保保证使用用年限，并并便于检检查和维维修。水水利水电电工程中中钢桥多多作为临临时性桥桥梁使用用，但其其使用期期限要比比用于抢抢险救灾灾、军用用或其他他应急交交通的钢钢桥长得得多，故故对它下下部结构构（桥台台、桥墩墩）的长长期稳定定性和承承受能力力的要求求比较高高，所以以对下部部结构要要进行专专门设计计，而钢钢桥自身身主要由由厂家负负责设计计、制造造。作为为钢桥的的重要组组成部分分，桥台台（桥墩墩）本身身应具有有足够的的强度、刚刚度和稳稳定性，以以避免在在荷载作作用下桥桥台（桥桥墩）发发生过大大的水平平位移、转转动或沉沉降而影影响桥跨跨的正常常安全使使用。一旦选择择了钢桥桥，应与与生产厂厂家联系系桥梁全全桥重量量、安装装重量，支支座板的的规格、尺尺寸，并并进行桥桥台、桥桥墩设计计。龙滩滩水电站站、岩滩水水电站、大化水水电站、百龙滩滩水电站站、平班水水电站2.4 应用实实例依据已实实施和在在建水利利工程实实例，介介绍几个个工程装装配式钢钢桥的选选用情况况，见表表2表2 西南南某区部部分水利利水电工工程钢桥桥应用实实例序号工程名称称桥梁位置置总跨度（m）最大单跨跨（m）钢桥类型型荷载等级级行车道净净宽（mm）备注1平班水电电站跨导流洞洞出口明明渠6030321型型超汽-220级3.7临 时2红水河上上游四交通桥桥跨河9933321型型汽-155级3.7临 时3总干渠工工程跨总干渠渠3030321型型汽-200级3.7永 久4总干渠工工程跨总干渠渠3333200型型汽-600级4.2永 久5龙滩水电电站4桥跨河4822148221200型型汽-600级4.2临 时6龙滩水电电站跨导流洞洞出口明明渠4848200型型汽-600级4.2临 时7岩滩水电电站跨河9648200型型汽-600级4.2临 时8百龙滩水水电站跨河3030100型型汽-400级4.2临 时9大化水电电站跨冲砂洞洞出口明明渠3333321型型汽-200级3.7临 时10南干渠工工程跨南干渠渠2424321型型汽-200级3.7永 久11西干渠工工程跨西干渠渠3030321型型汽-200级3.7永 久由上述资资料可以以看出，不不同跨度度、不同同荷载等等级、不不同工程程规模及及重要性性、不同同交通运运输条件件等多种种因素决决定了钢钢桥选择择的多样样性。3 钢桥桥施工钢桥由桥桥跨（装装配式桁桁架）、桥桥台、桥桥墩、及及桥头引引桥面板板等组成成。桥跨跨是跨越越结构，墩墩和台是是支承桥桥跨的结结构，使使全部荷荷载传至至地基即即墩台的的基础。桥桥台又是是桥梁与与路堤衔衔接的结结构物，其其两侧做做成填土土并表面面加以铺铺砌，用用来保证证桥台与与路堤的的衔接，并并保证桥桥头路堤堤的稳定定。通常常习惯称称桥跨为为桥梁的的上部结结构，称称桥墩、桥桥台及基基础为桥桥梁的下下部结构构。上部部结构应应为国家家定点厂厂家生产产，专业业队伍负负责安装装，厂家家来人验验收；下下部结构构按设计计要求由由施工单单位负责责施工，钢钢桥购买买（或租租赁）、运运输、器器材储备备、管理理和养护护由工程程管理部部门专门门负责。3.1 桥台、桥桥墩施工工根据河道道特性、施施工工期期的要求求，疆内内建成的的临时钢钢桥其两两岸桥台台多选用用“U”型桥台台，虽然然体积较较大，但但具有对对建筑材材料的要要求不高高、施工工方法简简单，施施工时间间短、稳稳定性好好等特点点。如需需要建成成多跨桥桥时，中中间添设设桥墩，一一般多采采用灌注注桩基础础的柱式式桥墩。其其施工方方法本文文不再论论述。3.2钢钢桥架设设“3211”型钢桥桥和“2000”型钢桥桥架设方方法与步步骤基本本相同，架架设方法法很多，如如悬臂推推出法、就就地拼装装法等，但但一般都都采用设设备简单单的悬臂臂推出法法。该方方法架设设迅速，安安全可靠靠，不需需要大的的起重设设备，工工人稍加加培训就就能承担担架桥任任务。所所谓“悬臂推推出”就是在在一岸将将桥梁的的大部分分构件在在滚轴上上拼装好好，然后后用人力力或机械械牵引，直直到对岸岸。单跨跨钢桥架架设方法法典型施施工程序序如下：桥梁构件的拼装桥位选择场地布置座板安装鼻架的设计推出稳定校核滚轴的安置桥梁的推出桥梁的座落桥梁引桥板铺设桥梁的使用、维护架桥准备工作单跨桥的的架设方方法（悬悬臂推出出法）3.3钢钢桥使用用与维护护由于钢桥桥是一种种比较特特别的桥桥梁，在在露天环环境下，易易受水流流冲刷、车车辆撞击击、钢材材锈蚀等等因素的的影响，因因此使用用当中应应特别注注意维护护，重点点维护事事项如下下： 在桥桥梁两端端应设载载重吨位位的标示示排，防防止超载载。 定期期检查、桁桁架连接接销的保保险销，各各种螺旋旋，横梁梁夹具及及抗风拉拉杆有无无松动、丢丢失。 对严严重集水水和易锈锈蚀部位位应设法法排水和和防锈、涂涂漆、涂涂油。 主梁梁两岸支支座地基基有无不不均匀沉沉降。 经常常注意观观察，定定期测量量桥梁跨跨中挠度度。如变变化较大大时，应应查明原原因，加加以处理理。4 结论论综上所述述，装配配式钢桥桥非常适适合在水水利水电电工程初初期阶段段或以后后比较长长的时间间内使用用，对*的水水利水电电工程而而言，根根据工程程区气候候条件、河河流水文文条件、地地质、地地形情况况综合考考虑，应应突出其其快速架架设特点点，即尽尽量使用用一次跨跨越河流流的单跨跨钢桥，这这样可争争取汛期期来临之之前架设设完工，为为后续工工程提供供施工时时间。在钢桥选选型上，“200”型钢桥总体性能优于“321”钢桥。因此，在今后的工程当中应根据工程需要更多的选择“200”型钢桥作为临时或永久钢桥。参考文献献：1黄黄绍金 刘陌生生，装配配式公路路钢桥多多用途使使用手册册，人民民交通出出版社，220022年2喻喻忠权，装装配式公公路钢桥桥使用手手册，交交通部交交通备战战办公室室，19997年年3裘裘伯永等等，桥梁梁工程，中中国铁道道出版社社，20001年年14