321型贝雷片钢桥使用手册.pdf

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、常用资料.26 五、架设准备作业.30 六、桥梁架设作业.34 七、桥梁的撤收.44 八、桥梁的使用与维护.44 九、器材的管理.45 1 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

2、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(nskilled 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-），还大量用作施工支架（图 1-）、龙门架（图 1-）、缆索

3、吊立柱（图 1-）。图 1-临时便桥 2 图 1-加强浮桥 图 1-施工支架 图 1-龙门式车辆临时通道 图 1-缆索吊立柱 3 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

4、米/小时、履带式车辆 5 千米/小时；人工架设时，作业人员 3040 名；器材可用通用型载重汽车载运，每辆车装载 34 纵长米桥梁器材。支架施工技术性能比较 支架型式 碗扣式满堂支架 贝雷梁柱式支架 受力结构 受力状况简单,受力分析较简单 传力途径清晰,但受力分析较复杂 安全性能 高度太高,影响整体稳定性,地质情况复杂时,地基处理工作量大,不均匀沉降会降低整体安全性。施工人员较多,劳动强度大,易发生安全事故,构件单一,抗冲击性较差 构件较大数量少，较容易保证施工安全，机械使用多，易发生机械安全事故，结构刚柔结合，抗冲击性较强 地形情况 地形陡峭时,地表平整难度较大,岩土结合部处理难度过大 地形

5、影响较小 施工难易 基础处理难度大,支架搭设、拆除较容易 施工情况较复杂，构件吊装有些难度，拆除不易 经济性能 基础处理费用高,材料投入量较大,但是较单一,人员数量要求多,机械设备投入相对较少,施工速度较慢,支架总成本较高,经济性较低 基础处理费用较低，材料投入较少，但是形式较多，人员要求少，但人员素质要求高，机械设备投入较大，施工速度较快，支架总成本较低，经济性较高 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 31），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

6、梁（图 32）；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 4 3），桥板两侧用缘材固定（图 34），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 35），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 36），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31 用桁架销连接主梁 图32 每节桁架中横梁的位置 图33 纵梁和桥板的位置 5 图34 缘材的位置 图35 主梁端柱支承在桥座和座板上 图36 桥头搭板的设置 为适应不

7、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 37）、双排单层（DS，图 39）、三排单层（TS，图 311）、双排双层（DD，图 313）、三排双层（TD，图 315）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 38、310、312、314、316）。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 32、表 33。6 图 37 单排单层（SS）图 38 单排单层加强型（SSR）图 39 双排单层（DS）图 310 双排单层加强型（DSR）图

8、 311 三排单层（TS）图 312 三排单层加强型（TSR）图 313 双排双层（DD）图 314 双排双层（DDR）图 315 三排双层（TD）图 316 三排双层（TDR）7 （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 317）（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

9、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 I

10、8 9.52 210 斜杆 16Mn I8 9.52 171 8 图317 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。9 表 32 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

11、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

12、加 强 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 10 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。11 表 33 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

13、 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 12 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

14、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.13 2端柱（图 318）：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

15、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318 端柱 3加强弦杆（图 319）：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 3166。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319 加强弦杆与桁架螺杆 14 4桁架螺栓和弦杆螺栓（图 319）：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

16、与加强弦杆，安装时按图 320 所示，使螺杆头部埋在加强弦杆内，以免桥梁推出时受阻。图 320 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 321）：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 321）：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 322。图 321 横梁与横梁夹具 图 322 用横梁夹具固定横梁 15 3纵梁（图 323）：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