装配式公路钢桥使用手册(1)

装配式公路钢桥使用手册 目录 一、装配式公路钢桥的由来 (1) 二、装配式公路钢桥的性能与特点 (3) 三、装配式公路钢桥的组成与结构 (3) 四、常用 (21) 五、架设准备作业 (25) 六、桥梁架设作业 (28) 七、桥梁的撤收 (36) 八、桥梁的使用与维护 (37) 九、器材的管理 (37) 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(Sir Donald Bailey)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(U nskilled L abor)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 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。 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。 8 表3—3 载重跨径组合表(轮式载) 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. 9 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—26 U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 (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—27 U型螺栓图3—28 U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。 ①菱形千斤顶(图3—43):为一四角用钢销连接的菱形架。在其对角线上横穿1根千斤螺杆,随千斤螺杆转动方向的不同,可将菱形架张开或关闭;在另一对角线两端装有凹形定位架,以便于菱形千斤顶座落在桁架弦杆上,随千斤顶的张闭,即可推或拉桁架,以利在特殊情况下拼装。 图3—43 菱形千斤顶 ②座架(图3—44):用槽钢和钢板拼焊而成,用螺栓和座架尾部的栓钉与桁架弦杆连接。座架的头部有个活动搭扣,用钢销与菱形千斤顶连接,将千斤顶产生的拉力传给座架。 图3—44 座架 ③阴头垫铁(图3—45):为一凹形铁块,使用时其T形板挂在阴头的弦杆翼缘上,弧形槽扣在阴头销子上,将弦杆千斤顶产生的推力传至桁架(图3—46)。 图3—45 阴头垫铁 图3—46 阴头垫铁扣在销子上的方法 弦杆千斤顶仅当安装上层桁架时才使用。桥梁在装完第一层后,由于结构自重及销子与销孔间的空隙,将会产生下弯或上拱现象,从而使安装上层桁架时接头错开,此时必须用弦杆千斤顶将上层桁架推、拉就位后,销子才能插入。 当桥梁下弯时,欲装第二层桁架,前、后两片桁架的上部销孔可以毫无困难地对准,插入销子;但桁架的下部销孔由于下层桥梁上弦的下垂,必然错开,要借外部力量才能使它们对准。此时,用桁架螺栓固定(不需拧紧)其中一片桁架,在另一片桁架的后面的底层桥梁的上弦杆上,安放座架,座架用通过其头部螺栓孔的螺栓连接在底层桁架上;在座架与桁架之间放菱形千斤顶,用扳手转动千斤顶螺杆(必要时用钢管套入扳手柄,以增长转动半径,减轻扳力),使菱形千斤顶由原来关闭的位置逐渐张开;此时,千斤顶的一端顶着座架,另一端推着桁架,使下部错开的相邻销孔徐徐靠拢,直至对准为止,然后插入销子。如遇桁架顶推端为阴头,则应如图3—46所示设置阴头垫铁,菱形千斤顶顶在垫铁上。桥梁下弯时,弦杆千斤顶使用情况见图3—147。 图3—47 桥梁下弯时,弦杆千斤顶使用方法 当桥梁产生上拱时欲装第二层桁架,桁架的下部销子可顶先插好,但上部两销孔是错开的。此时,座架放在第二层桁架顶面(桥梁下弯时座架放在第一层桁架顶面,两者不可混淆),相邻桁架各放1个,用T形头螺栓通过中部垫块上的螺栓孔将其固定。在两座架之间放菱形千斤顶,用钢销通过座架的活动搭扣把座架与菱形千斤顶连接起来,转动千斤螺杆,使菱形千斤顶由原来张开的位置逐渐关闭,把上层桁架上部错开的相邻销孔徐徐拉拢,对准后插入销子。桥梁上拱时,弦杆千斤顶使用情况见图3—48。 图3—48 桥梁上拱时,弦杆千斤顶使用方法 菱形千斤顶沿顺桥方向的伸缩长度为8厘米,销孔错位在8厘米以内的,均能适用。 (2)托梁:用于拼装三排双层桥梁的上层桁架;构造如图3—49。在已拼好的下层桁架上要安装上层桁架时,须将桥外抬来的桁架先搁在底层横梁上,由于三排桥梁的横梁端部已无余地搁置桁架,托梁则用以接长横梁以满足此项需要。 使用时,将其插入横梁腹板,尾部扣在栓钉上就位。安装1片桁架需用两根托梁。随桁架向前拼装,托梁的位置也往前移动。 图3—49 托梁 (3)千斤顶:与一般桥梁施工用的液压千斤顶完全一样,但最好以承重200千牛,总高30厘米,起高50厘米的为宜。 (4)单头呆扳手(图3—50):分32毫米、46毫米与55毫米3种。32毫米的用于旋转斜撑螺栓、撑架螺栓、缘材螺栓及横梁夹具支承杆;46毫米的用于旋转抗风拉杆的锁紧螺母;55毫米的用于旋转桁架螺栓、弦杆螺栓及菱形千斤顶的千斤螺杆。架桥时如备有套筒扳手,使用起来更为方便。 图3—50 单头呆板手 四、常用资料 表4-1 各类桥梁每节重量表(kN) 表4-2 桥梁几何特性表 注:表中数值为半边桥之值,全桥时应乘2。 表4-3 桁架结构容许内力表 表4-4 荷载、跨径与桥梁组合配置表 表4-5 标准型钢桥`部件数量表 注:表列横梁、桥面板、护轮木、有扣搭板、无扣搭板、搭板支座与护木螺栓之数量,包括4跨引桥用量;架桥时若引桥有所增减,则上述部件之数量亦相应增减,一跨引桥应增减的数量为:横梁1根,桥面板15块,有扣搭板2组,无扣搭板2组,搭板支座4个,护木螺栓8个。 23 表4-6 加强型钢桥`部件数量表 注:1.桥梁首尾两节不设加强杆。 2.表列横梁、桥面板、护轮木、有扣搭板、无扣搭板、搭板支座与护木螺栓之数量包括4跨引桥用量;架桥时,若引桥有所增减,则上述部件之数量亦相应增减,每增减一 跨引桥应增减之数量为:横梁1根,桥面板15块,有扣搭板2组,无扣搭板2组,搭板支座4个,护木螺栓8个。 24 五、架设准备作业 (一)架设作业编组与分工 根据桁架组合形式及桥梁长度等确定作业编组与分工。 1.单排单层桥拼装:由作业队长1人,作业手28人,编为4个组。 (1)桁架组:2个,共16人;负责搬运、拼装桁架,安装桁架销。 (2)横梁组:1个,共8人;负责搬运、安装横梁。 (3)连接组:1个,共4人;负责安装横梁夹具、斜撑、抗风拉杆。 可不设桥面组,待桁架拼装完毕,再构筑桥面。 2.双排或三排单层加强桥拼装:由作业队长1人、作业手48人,编为5~7个组。 (1)桁架组:2个,共16人;负责搬运、拼装桁架,安装桁架销。 (2)加强弦杆组:1个,共8人;负责搬运、安装加强弦杆,可与桁架组协作进行。 (3)横梁组:1个,共8人;负责搬运、安装横梁。 (4)连接组:1个,共8人;负责安装横梁夹具、斜撑、支撑架、抗风拉杆、联板等。 (5)桥面组:1个,共8人;负责搬运、安装纵梁、桥板、缘材。 3.加强的双层桁架桥拼装:双层桁架桥下层桁架拼装作业人员编组同单层桥,上层桁架拼装作业需另设4个组,28名作业手。 (1)上层桁架组:2个,共20人;负责搬运、拼装上层桁架,安装桁架销。 (2)连接组:2个,共8人;负责安装桁架螺栓、支撑架、联板。 4.桥跨推送、着落阶段的编组与分工:桥跨推送、桥跨座落、桥面构筑和进出口构筑的分工,可根据作业进程、作业量,重新分配各作业组任务,即1次编组、数次分工。 (二)架桥点的技术要求 1.架设单跨桥时,两岸休止角桩间水平距离一般应小于桥梁跨径3~4米。 2.两岸桥座处土壤应坚实,当土壤承压力达不到设计要求时,必须对桥座座板下面基础作扩大或加固处理。 3.两岸高差应不大于桥梁跨径的5%。 4.采用悬臂推拉法架设桥梁时,我岸须有长度不小于桥梁跨径1.5倍、宽度8~14米的器材配置和拼装场地。当地形受限制需采用边拼装、边推送架设法时,场地长度亦应不小于桥梁跨径。 5.拼装场地纵坡度应不大于3%,横向应大致水平。 (三)桥头作业场的标定与平整 1.确定岸边休止角桩位置:休止角指岸坡承载后,保持河岸坡度稳定的角度。当岸边坡度较陡(大于休止角)时,按下式概算。 ()α θctg =(5—1) AB- ctg h 式中:A——岸坡顶点(岸坡坡度变换点) B——休止角桩位置 θ——休止角,一般土壤取40°,湿土壤取25°~30° α——岸坡角度 h——岸高 当岸边坡度小于休止角时,取岸坡顶点(岸坡坡度变换点)为休止角桩位置。 2.标定作业:在我岸标定桥轴线、桥座轴线、摇滚轴线、平滚轴线的位置,标定器材配置位置;在对岸标定摇滚和桥座位置,桥轴线标定至导梁端能达到的最远处(图5—1)。 (四)设置滚轮、座板 在标定的滚轮位置设置滚轮,下面应垫置样盘。每座摇滚只容许一排桁架通过。架设单排桥梁时,每岸各设置两座摇滚;架设双排和三排桥梁时,每岸各设置4座摇滚(图5—2)。推送三排桥梁时,为避免阻碍最外排桁架顺利通过,应将中排下面的摇滚靠外侧的小平滚拆去。 摇滚的纵向(垂直于河流方向)位置,设在座板水侧,使桥梁最后就位时,桥头端柱落在座板中心线上(图5—3)。摇滚与支座板的间距约为1.0米,至少不得小于0.75米。座板设置在座板轴线位置,由于桥面比座板底面高79厘米,因此,应适当开挖座板位置,以降低桥面标高,一般使桥面与路面的高差不大于30厘米。 图5—1 岸边场地布置示意图(单位:cm) 图5—2 摇滚横向布置 图5—3 摇滚纵向布置 平滚用于拼装桁架,在推出岸摇滚之后每隔6米设置1组平滚,其横向布置见图5—4。滚轮设置完毕之后,要进行检查、校正。滚轮纵、横向位置要准,设置要平、正、稳,并保证在设计标高上。其横方向的轴线一定要垂直于桥轴线,而纵向(垂直于河流方向)则应与桥轴线平行,以保证桥梁的推出方向。 图5—4 平滚横向布置 (五)堆放器材 器材按使用先后顺序和就近搬运的要求,放置在拼装场地两侧。 六、桥梁架设作业 (一)装配式公路钢桥桁架的设置方法 装配式公路钢桥桁架的设置方法很多,如悬臂推出法、浮运架设法、就地拼装法等,通常采用悬臂推出法。 用悬臂推出法架桥时,在两岸预先设置好摇滚、平滚,桥梁的大部分构件在推出岸滚轮上拼装好;然后,用人力或机械牵引,将桥梁平稳而缓慢地向前推出,直达对岸。这种方法施工简便、迅速,但应注意在桥梁前端到达对岸摇滚之前,应使桥梁重心始终在推出岸摇滚之后,以防桥梁倾覆河中。保证桥梁重心在推出岸摇滚之后的方法,是在正桥前端另拼几节桁架,称为导梁(鼻架)。导梁上只安装桁架(一般是单层桁架)、横梁和抗风拉杆等部件,不安装纵梁和桥板。当桥梁推出就位后,导梁便可拆除。 为了便于核算桥梁在推出过程中的稳定性和滚轮的承载能力,各式桥梁每节重量列于表6—1。 表6—1各式桥梁每节重量(单位:kg) 注:分子为标准型桥梁重量,分母为加强型桥梁重量。 在桥梁推出过程中,由于导梁自身重量产生挠度和对岸高于推出岸,使导梁低于对岸摇滚无法搭上,必须在导梁下弦适当位置安装下弦接头,用销子连接起来,使导梁前端翘起,获得一定的抬高度,以保证顺利搭上对岸摇滚。在安装有下弦接头的前端,最多只能安装4节导梁,如满足不了需要,可增加下弦接头数量。下弦接头的数量、位置以及抬高度可查表6—2。 表6—2 下弦接头位置及前端翘起高度 导梁的节数,可根据桥梁组合形式和跨径从表2—24中查得,亦可按下式确定导梁节数。 导梁节数= 12 正桥节数 计算结果出现小数,进位取整数。 表6—3 导梁节数及导梁端挠度 6—3续表 注:表中注明暂不装的部件,在桥梁座落后再装上。 (二)桁架的拼装 滚轮设置完毕后,便可在推出岸平滚上面进行桁架的拼装。通常先拼装导梁,再拼装正桥。 1.导梁的拼装:按照确定的导梁节数进行拼装。导梁一般不设加强弦杆,在每节桁架前端竖杆后面安置1根横梁。当桥梁跨径长度在30米以下时,在奇数节(1、3、5……)的横梁上装斜撑,而在偶数节(2、4、6……)装抗风拉杆;当桥梁跨径在30米以上时,每节导梁都应装斜撑和抗风拉杆。多排桁架的导梁必须装支撑架和联板。导梁的拼装顺序如图6—1。 图6—1 导梁的拼装顺序 (1)竖起桁架:桁架1、2组各抬1片桁架对齐竖放在推出岸摇滚上,桁架的阴、阳头方向应一致。由于滚轮的间距为6米,桁架只有3米长,因此,桁架的一端放置在摇滚上,另一端放在临时垫木上。 (2)设置横梁:横梁组将横梁放置在桁架前端竖杆后面的横梁垫板上,让栓钉套入横梁底部最内侧的凹眼内,用横梁夹具夹住,但不拧紧,待该横梁上的斜撑装好后再拧紧。 (3)拼装第二节桁架:桁架1、2组拼装第二节桁架,连接组在前一节桁架的横梁上装斜撑。 (4)设置第二根横梁:横梁组在第二节桁架前端竖杆后面设置横梁,用横梁夹具夹住,待横梁上斜撑装好后再拧紧。 (5)拼装第三节桁架:桁架1、2组拼装第三节桁架,连接组在第一节桁架装抗风拉杆(跨径在30米以下的桥梁可以不装),在第二节桁架装斜撑(跨径在30米以下的桥梁也可以不装)。 (6)拼装下弦接头:根据预先确定的下弦接头数量、接头位置,在导梁下弦杆两桁架接头处拼装下弦接头(图6—2),并用销子连接。以后各节的拼装按上述程序循环进行,直至导梁拼装完毕。 图6—2 下弦接头的安装 (7)拼装导梁时,要保证导梁平稳,注意协同,掌握如下要点。 ①安装前一节桁架的抗风拉杆,必须在后一节的横梁和斜撑安装以后才能进行,以防引起桁架的横向变位,给安装横梁和斜撑带来困难。 ②安装连接构件时,前一节的斜撑和抗风拉杆可先安装就位,但不拧紧,待下一节的横梁装好后,才全部拧紧固定。 ③抗风拉杆一定要达到正确长度,拧紧固定,才能保证桥梁正直和推出方向。 2.正桥的拼装:单排单层正桥的拼装与导梁拼装基本相同,所不同的是在第一节桁架前竖杆后、中竖杆前、后竖杆前各安装1根横梁,其后在每节桁架中竖杆和后竖杆前面各安装1根横梁。每节桁架都设置1对抗风拉杆,端竖杆横梁上设置斜撑。 双排单层桥梁的拼装程序,第一节与其余各节略有不同。 (1)第1节的拼装程序(图6—3) 图6—3 双排单层正桥第一节的拼装程序 ①当导梁拼装完毕经检查合格后,便可拼装正桥。拼装时,先将两片桁架的阳头(或阴头)对准导梁最后一节的阴头(或阳头),用销子连结起来,插上保险卡。 ②在与导梁连接好了的桁架外侧各放1片桁架,在相邻两片桁架的顶面安装支撑架,但不拧紧螺栓,使之构成临时框架。 ③在桁架中竖杆的前面设置横梁就位,装上横梁夹具,但不拧紧。 ④将第二根横梁装在后端竖杆的前面,用横梁夹具夹住。 ⑤将第三根横梁装在前端竖杆之后,同时在第二根横梁上安装斜撑。 ⑥再装下一节的内排桁架,同时在第一节桁架内安装抗风拉杆。 至此,第一节桁架基本拼装完毕,第二节的桁架也已装上。 在第一节桁架前端竖杆的后面,安装一根横梁(其余各节不设置这根横梁),其目的在于阻止第一节桁架端头由于抗风拉杆拉紧而产生横向变形,导致在端柱上安装横梁发生困难。待桥梁座落后,将该横梁移装在端柱上。 (2)其余各节桁架的拼装程序(图6—4) 图6—4 双排单层正桥其余各节桁架的拼装顺序 ①第二节桁架拼装好后,拼装第三节内排的桁架。 ②将横梁安装在第二节桁架后端竖杆的前面,用横梁夹具夹住,但不拧紧。 ③在第二根横梁上安装斜撑,同时安装这节桁架的抗风拉杆,拼装桥梁第三节的外排桁架。抗风拉杆暂不拧紧。 ④安装第二节的中横梁,用横梁夹具夹住。 ⑤安装支撑架,拧紧桥梁第二节的抗风拉杆和横梁夹具。 以后各节均按同样的程序进行拼装。 (3)有加强弦杆的桥梁拼装:有加强弦杆的桥梁是指桁架上、下弦杆增设加强弦杆,其结构和连接部位,与非加强桥梁基本相同,不同的只是除首、尾节外,全桥中间各桁架的上、下弦都增设加强弦杆。加强弦杆与桁架的连接用弦杆螺栓,各加强弦杆之间用桁架销子连接。为防止桥梁在推进过程中受阻,在桥梁两端下弦未设加强弦杆的桁架处,安装斜面弦杆。 在双排或三排的加强桥梁中,第一排与第二排桁架之间顶面的支撑架,装在加强弦杆之上。而连接支撑架与加强弦杆的撑架螺栓,必须在加强弦杆与桁架连接之前,预先安装在加强弦杆上,否则装支撑架时螺栓将无法插入。 有加强弦杆桥梁的拼装,与非加强桥梁的拼装程序基本相同,只是要增加拼装加强弦杆作业。 对于加强的单层桥梁,通常采用整体式拼装、半整体式拼装或单个构件拼装。整体式拼装是将加强弦杆与桁架预先用弦杆螺栓连好后再一起拼装,这种方法可简化作业程序,提高拼装速度,但桁架构件较重,操作较困难。半整体式拼装,是将下弦加强弦杆与桁架预先用弦杆螺栓连在一起,待拼装好后,再拼装桁架上弦加强弦杆。单个构件拼装是将桁架平放在拼装位置处,先拼装下弦加强弦杆,再把桁架竖直拼装桁架上弦加强弦杆,这种方法作业程序较繁,但单个构件较轻,操作较轻便。 无论采用哪种方法,要求拼装准确、迅速、安全。一般采用整体式拼装方法。 (4)拼装单层桥梁应注意的事项 ①拼装时作业组长要统一下达“抬起”、“放下”等口令,协调动作,确保安全;作业手要协同用力、统一行动。 ②在安装过程中,前、后各节桁架必须随时调整,保持桁架成一直线,不准许有弯折现象。因此,抗风拉杆必须达到正确长度,拧紧固定,否则不易掌握推出方向。 ③单层桥梁可以在推出岸拼装好再推出,也可以边拼装边推出,特别是边拼装边推出时,要随时核算桥梁重心,使其始终保持在摇滚的后面,以免倾覆。 ④三排单层桥梁下一节第二排桁架,必须在安装前一节第三排桁架之前装上。否则,由于第二 和第三排桁架间隙甚小,插后一节的第二排桁架销子时将会遇到困难。 ⑤插桁架销子时,切勿用铁锤直接锤击销子,应使用硬质木锤。 ⑥任何部件在拼装过程中遇到困难时,应迅速查明原因,调整好后再安装;遇插销打不进时,应上下活动桁架,禁止强行安装。 ⑦插桁架销子时要使销子头上的凹槽呈水平,使之与桁架弦杆平行,便于插上保险卡。如图6—5中内排的保险卡很难插上,其原因是弦杆槽钢的翼缘阻碍保险卡插入。 图6—5 保险卡孔位置不正确 ⑧桥梁最后一节的端柱,应在桥跨推过所有平滚之后装上,以免桥跨推出时被平滚所阻,同时防止推力过猛,使桥梁滑出摇滚之外,造成事故。 (三)桥面系的设置 桥面系可以全部装齐再推出,也可以装一部分或不装桥面构件,待推出就位后再安装。安装时4人一组,将有扣纵梁设在两侧,无扣纵梁设在中间,纵梁端部应扣入横梁上的卡子内。桥板的铺设可由一端开始,也可以从两端同时进行。桥板两人抬1块,横铺于纵梁上,并将两端凸榫嵌入有扣纵梁的扣子之间,然后在两侧安置缘材,并用缘材螺栓固定。 (四)桥跨的设置 桥跨的推出可用人力,也可用机械动力拖拉。人力推出具有准备工作简单、容易控制推出速度、不需配备牵引设备等优点,但只能用于推出跨径小、重量轻的桥梁。由于作业手在桥梁两侧施力不易均衡,桥跨推出方向容易偏移,应随时调整。随着桥跨向前推出,容纳推桥作业手的地方越来越小,至快要推送就位时,两侧几乎无施力之处。因此,利用人力推出时,最好我岸推,对岸拉,协同进行。 利用机械动力拖拉可根据当时条件如采用汽车、推土机、坦克、卷扬机、手摇绞车等。用汽车拖拉时,不必另配其他设备,拖拉速度也快,但车内必须装重物,以增加车轮摩擦力,防止打滑。对较大跨径的桥梁,当一部机械动力不足时,可两三部合力拖拉,但车数不宜过多,否则将增加指挥的困难。如果场地较平,可采用顶推的方法。卷场机常作牵引工具,其优点是桥跨前出平稳,比较容易控制推出速度,但拖拉速度较慢。用动力牵引,须通过钢丝绳和滑轮来实现。滑轮装在桥前,对正桥轴线,用短绳穿过滑轮,其两端系在导梁下弦接头后的桁架竖杆与横梁交接处,以利于控制桥梁的推出方向。 推桥应严密组织,统一指挥。指挥员站在桥上,选好位置,要既能看到对岸滚轮,又能观察到桥跨在推出过程中的一切情况。推桥时指挥员应着重掌握以下要点。 1.推出岸摇滚旁指派1名作业手,随时检查摇滚有无故障,桥梁是否被阻或推出过程中有偏移现象;发现问题及时处理,必要时暂停推出,利用千斤顶局部顶起桥梁,挪动滚轮。 2.严格控制推、拉速度,用力要均匀,推出要缓慢而平稳,切勿过猛过快。 3.对岸摇滚也应指定专人负责,其任务是协助导梁准确地落在摇滚上;如果偏移,可移动摇滚或拨动导梁,使导梁搭上摇滚。 4.随时检查推出方向,如发现偏移现象,立即纠正,特别是桁架推送至接近平衡点时较容易转动,这时,可用拨动尾部的方法加以纠正。 5.当对岸低于推出岸时,可在推出岸桁架两侧张设控制索,以控制推出速度,避免滑向河中造成事故。 (五)桥跨座落 当桥跨推至预定位置后,先将导梁拆除,装上端柱,准备桥梁就位。就位时,用千斤顶将桥梁下弦杆顶起,取出摇滚和样盘,将摇滚下的桥座移到预先安置好的座板上;然后,将桥跨慢慢落在桥座上。千斤顶与下弦杆之间应垫块厚钢板,以便将荷载分散到弦杆的两根槽钢上(图6—6)。其位置最好放在桁架弦杆与腹杆交点处。桥梁降落时,各千斤顶的降落速度要保持一致,以免桥梁的重量集中在某个千斤顶上,造成千斤顶或桁架弦杆的破坏及其他严重事故。 对于跨径小、重量轻的桥梁可用撬杠进行桥梁座落。无论采取何种方法,都应先在一岸降落,再降落另一岸。为缩短架桥时间,对于小跨径的桥梁,可先座落一岸后即行通车,另一岸则利用通车间隙进行座落或不座落,但必须将未座落一岸的滚轮刹死,以防桥梁位移。 图6—6 用千斤顶顶起弦杆 在有坡度的地形上架设时,必须将千斤顶安置稳固,防止滑倒。每排桁架下弦只容许施力100千牛。根据此力和千斤顶的负荷能力,可计算出千斤顶的数量。 (六)构筑进出口 桥梁座落就位后,便可构筑进出口。进出口纵坡度不宜过大,由于车行道表面高于地面79厘米,通常应开挖地基,降低桥面标高,尽量使进出口保持缓坡。 当桥面与路面高差小于15厘米时,可设1节搭板。搭板一端搭在横梁的扣子内,另一端搭在路面上,但下面应垫上枕木。枕木长度与进出口同宽,也可用桥板代替。当桥面与路面高差为15~30厘米时,应安设两节搭板。两搭板之间应加横梁,横梁下设置搭板支座。 七、桥梁的撤收 桥梁的撤收按照架设的反顺序进行。先拆除进出口,再用千斤顶顶起桥梁末端,拆去端柱和桥座,安上摇滚,并在桥梁一端装上导梁;然后,用人力或机械牵引将桁架徐徐拉回。拉回后,再逐节拆除桁架和其他构件。场地受限制时可边拉回边拆除。 在拉回过程中,由于桥梁自重,桥后端(即无导梁的一端)会略有向下弯曲,当桥梁推至平滚处时会受到阻碍而不能拉回。因此,必须使用千斤顶将桥端略略抬高,或者预先在桥端接长1节桁架,桁架下弦装下弦接头,使该节桁架翘起,桥梁即能顺利地从平滚上通过。 撤收中应注意桥梁结构重心位置,防止桥梁倾覆到河中;抗风拉杆、斜撑等连接构件不要拆得太快,最好与桁架拆除隔1节,防止拉回时因桁架变形从滚轮上滑下或桁架失去支撑而倾倒。最后一节桁架的斜撑和横梁夹具,应待桁架组扶稳桁架、横梁组就位后,方可拆除。 八、桥梁的使用与维护 桥梁在使用时应采取下列维护保养措施。 (一)在桥头树标志牌(图8-1) 在桥梁两端竖立标明载重等级、限制车速等重要通行规则的标志牌,严防超载运行,确保通行安全。必要时,还可采取强制限载、限速措施。 图8-1 通行标志牌 (二)应经常进行检查、维修 经常派人检查,检查的内容有: 1.经常观察各种销子、螺栓、横梁夹具及抗风拉杆等是否齐全,有无松动,随时保持良好状态。 2.定期检查主梁两岸座板及引桥下之垫木有无不均匀沉降,发现问题及时处理。 3.在销子周围涂油脂,以防雨水进入销孔缝隙内。所有螺栓外露丝扣也要涂油脂,防止生锈。 4.经常测量桥梁跨中挠度,看其是否日渐增大。挠度增大的速度应与销子、销孔磨损度成正比,增量应该是很小的。如挠度增大过快,表明销子或销孔或桁架上、下弦杆(包括加强弦杆)有了损坏,应立即进行详细检查,采取措施。 5.定期检查桁架下弦杆阳头端单耳根部是否有裂缝,如出现裂缝应测量裂缝的长度并采取监视措施以防桁架破坏,及时更换桁架。 6.检查桥板是否破裂、弯曲或有无不平现象;损坏的应及时更换。如桥梁经常有履带车通过,则应加铺车辙板,以免桥面磨损太快。 7.桥梁部件或零配件,除相互接触的部分外,原已涂有两道油漆,但如桥梁长期使用,为保护钢材,最好在架桥以后全部再油漆一遍;有些部件需在架桥前预先漆好。 8.经常清理桥面。 九、器材的管理 装配式公路钢桥的储存,要求在室内仓库保管,仓库的地面要求要平整;构件堆放要整齐、牢 固、安全、防止构件歪斜堆放和过高;不容许将各种构件混杂堆放或乱堆乱放,不容许将与装配式公路钢桥无关的东西混入专用仓库,以免紧急需要时造成混乱。仓库要清洁,构件要干净,通风要良好,地面要放高度不低于30cm的垫木;主要构件的堆放,最好与受力方向一致。桁架平放时堆高最多不超过十二片,严防构件变形和倒塌。防止屋顶漏雨,仓库四周要有良好的排水,以及防止构件被水浸、雨淋、受潮生锈。 装配式公路钢桥入库时,主管单位要组织管理人员清点验收,分类编号,建立构件帐卡,帐卡上要注明构件名称、规格、数量、材质和生产厂家;对小型易丢失构件(如销子、保险销、联板、各种螺栓、千斤顶和各种扳手等)应分类装箱保管,并要求箱面标志鲜明,并注明构件名称、规格和数量。