贝雷梁便桥的检算及安全使用方法

第２６卷第１期

２００９年２月

贵州大学学报（自然科学版）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）

Ｖ０１．２６Ｎｏ．１

Ｆｅｂ．２００９

文章编号１０００—５２６９（２００９）０１—０１２０—０４

贝雷梁便桥的检算及安全使用方法

刘旭伟

（中铁八局集１４Ｉ贵刚枢纽工程指挥部，贵阳５５０００１）

摘要：通过对贝雷梁便桥的检算及安全使用建议，介绍了贝雷梁检算过程，对贝雷梁便桥的设计及安全进行了探讨。

关键词：贝雷梁；便桥；应力；压杆稳定；位移；使用中图分类号：Ｕ４４７１

文献标识码：Ａ

为１５ｍ，每联长度为１０５ｍ（７×１５ｍ一联“３２１”型贝雷桁架）见图１，每联之间设立双墩，断面采用８片贝雷桁架，其间距采用０．９ｍ，桥面全宽８ｍ．便桥桥面系采用钢板和型钢组成的正交异型板结构，采用间距２５１２Ｉ＂１１的１１０横向分配梁，上铺１２ｍｍ厚钢板，钢板与１１０横向分配梁采用焊接固定，桥面系与贝雷片之间通过Ｕ型卡连接固定；贝雷桁架材质为Ｑ３４５，便桥桥面板材质为Ｑ２３５见图２．

便桥概况

某贝雷梁便桥通车期间，桥面系出现过较严重

的破损，贝雷片销钉时有脱落，贝雷片也出现部分破损。沿栏杆处顺桥向设置通长工字钢（１２８）作为路缘保护，以防止车辆坠落。整体而言，本桥如继续以现有荷载条件通行．存在较大的安全隐患。

便桥设计的结构布置图见图３、图４．

簪

图１

施：：便桥』ｔ雷桁架侧视图

图３一联便桥立面图（ｎ１）

图２施工便桥贝雷桁架前视图

２上部结构检算和安全使用分析

２．１上部结构检算基本情况

便桥上部结构采用多跨连续梁方案，每跨跨径

图４便桥支座处断面图（１ｌｔｌ）

收稿日期：２００９一０２—２５

作者简介：刘旭伟（１９７３一），男。四川自贡市人，桥梁工程帅，从事道桥没计及管理工作

第ｉ期刘旭俸：掇雷梁便桥舱检算及安全使蘑方法

・１２ｌ・

根据便桥现场提供的车镢荷载情况，参照《公路桥涵设计通矮规范》（ＪＴＧＤ６０—２００４），采用车辆荷载荷载组合进行检算。２．１。ｌ鲒棱自重（慷栽）

车辆荷载：根据现场通行情况的重举车辆总重

４５

ｔ，前后轴分别分配１２ｔ及３３ｔ，轴距４ｍ，汽车间

距５ｍ（基本可变耨载）；空车李辆重８ｔ，前后轴分暖６贝雷粱椽架模型１

配为３

ｔ、５

ｔ．车辆为双车道布载，车道缀合情况为

搬据不同蒋载组合及不同的车辆闻距，上部结０—２车道。

构根据不同荷载情况检算：

荷载组合及构件应力判定戳容许疲力法考虑（１）移动荷载为两车道重车（４５ｔ），车辆净距

参见文献［３］．

５

ｍ。车辆荷载的赫后轴轴鎏分捌为１２ｔ及３３ｔ，轴其中结构自重钢材７８．５ｋＮ／ｍ３．

距４ｍ．两车道均加载重车。

２。ｌ。２可交荷栽（李遭荷载）

贝雷片的弦杆、腹杆威力结果表明：通行双惫

公路Ｉ级汽车荷载参照见文献［２］，采用图５重车，车辆净距５ｍ珏季，受雷片的馥轩、弦秆的臆力所示的车道荷载进行计算，其中ｑ。：１０．５

ｋＮ／ｍ，

均有超规规范容许值的情况出现，不满足规范要Ｐｘ＝２２０

ｋＮ。车道荷载酶均毒蔫载标准值布置予

求。挠度最大力２４．１ｍｍ＜３７。５ｍｍ，满足规范要使结构产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载求。

标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰（２）移动荷载为一车道重车（４５ｔ），一车道空值处。

车（８ｔ），车辆净距５

ｍ。

‘置

针对梅山大桥的行车蜜际情况，一车道重载一车道轻载发生的情况比较普遍，其中熏载情况与双……，川ｌｌｌｌｔ１‘

车道羹载的车辆菏载裰圊，嚣车轴距４ｍ，车羹４５ｔ，前后轴重分别为１２

ｔ一３３ｔ，轻载为返程空车，车图５公路一级车道穗载计算图永

重８ｔ，前后轴分别为３

ｔ一５

ｔ．车辆净距仍按５

ｍ

２。２上熬结构检羹

计算。计算按照２辜道布载，其中一车道重载、一卜都结构检算模型见图６：

车道轻载计算。边跨强杆应力见图７．

图７边踌上弦杆应力图

贵州大学学报（自然科学版）第２６卷

根据移动荷载影响线计算，得到贝雷片的应力计算结果汇总见表１．

表１

贝雷片弦杆应力汇总（单位ＭＰａ）边跨上弦杆

最大压应力

２６０

２６０ＭＰａ，最大拉应力２２６ＭＰａ；中孔弦杆最大压应力２３９ＭＰａ，最大拉应力２２９ＭＰａ，小于１６Ｍｎ构件的容许应力１．３Ｘ２１０＝２７３ＭＰａ．但其最大应力已达容许应力的９５％，接近容许应力，强度富裕不大。且各弦杆、腹杆构件的应力总体均较大。腹杆应力见表２．

中跨上弦杆

２３９

边跨下弦杆

１７０

中跨下弦杆

２０３

量厶擅瘗左兰兰鱼

２１２

１２鱼

！Ｚ墨

以表１结果可见：边孔弦杆最大压应力

表２边孔各片贝雷片腹杆应力（单位：ＭＰａ）

注：以通行重车一侧最边缘起为第１片，依次向另一侧为第２片、第３片…。

以表２结果可见：由于贝雷片横向联系相对较弱，横向８片贝雷片无法很好的协同作用，共同受力，通行重车—侧的４片贝雷片的应力明显大于另一侧通行返程空车的４片贝雷片的应力。腹杆最大压应力２７７ＭＰａ，最大拉应力１７９ＭＰａ，其压应力大于１６Ｍｎ

构件的容许应力１．３×２１０＝２７３ＭＰａ．横向８片贝雷片之中４片重车车道下方的贝雷片应力较大，其中一片的压应力超过规范容许值２７３ＭＰａ．其余四片位于返程空车下方的四片贝雷片的应力则较小，小于规范容许值。中孔腹杆应力见表３．

表３中孔各片贝雷片腹杆应力（单位：ＭＰａ）

２．３压杆稳定计算

稳定性验算根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（ＴＪ０２５—８６）第１．２．１６条计算，分别对各杆件中压应力最大的位置进行稳定性验算。

题：通行重车一侧的４片贝雷片的应力明显大于另一侧通行返程空车的４片贝雷片的应力。腹杆最大压应力２６６ＭＰａ，最大拉应力１７３ＭＰａ。均小于１６Ｍｎ构件的容许应力１．３×２１０＝２７３ＭＰａ。但已接近容许应力，且横向各排贝雷片的应力差距较大，贝雷片腹杆的强度富裕量不大。腹杆及斜杆的稳定计算不满足规范要求。

１１６分配梁最大拉压应力分别为（ＭＰａ）：２２５、

２２５．

是＋是甓辄㈨

式中：Ｎ——计算轴向力；

Ｍ——构件中部１／３长度范围内最大计

算弯距；

Ａｍ——毛截面积；

‘Ｐ。——轴心受压构件的纵向弯曲系数；‘ｐ：——构件只在一个主平面受弯时的纵

向弯曲系数；

位移：根据移动荷载影响线计算，得到贝雷片桁架的位移计算结果如下：

竖向位移＜３７．５

ｍｍ．

以上计算结果表明：弦杆应力最大为２６０ＭＰａ，腹杆最大应力２７７ＭＰａ，已有局部位置的腹杆应力超过规范容许应力（１６Ｍｎ用于临时结构时允许应力为１．３Ｘ２１０＝２７３ＭＰａ），重车通行位置下的４片贝雷片弦杆、腹杆的应力值均较大，与容许值很接

斜腹杆

１６９．１１７９

斗——考虑弯距因构件受压而增大所引

用的值

稳定计算结果如下见表４．

表４稳定计算结果上弦杆

容许强度（ＭＰａ）

法向应力星查满足规范

２４５．７２２０．４

下弦杆

２４５．７１７７

竖杆

２０９２１９

近。故通行一车道４５ｔ重车，车辆净距５ｍ时，贝雷片应力不能满足要求。挠度最大值在允许范围内。现阶段通行的车辆荷载已达到极限承载能力。为保证结构的安全，应对结构进行加强，确保使用安全。

满足满足不满足＿不满足

由表４结果可见：中孔贝雷片也存在相同问

第１期戴超伟：炎雷梁便桥鹩检算及安金使用方法

・１２３・

自蘸＋移动荷载

中孔边孔

竖向位移

ｍｍ１Ｓ。９２１．９

图８车辆荷载承载熊力

（３）根据设计的通行萄裁情瑟荷载检算根据设计，桥梁通行的移动荷载为２车道公路Ｉ级荷载。荷载组合为移动搿载及结构自重荷载。

计算结果表瞒：逶行两车遘公路ｌ级萄载，癸雷片应力最大为２２５ＭＰａ，小于容许值２７３ＭＰａ，满足规范要求，竖向位移在规范允许范围内。

（４）按一车道重载一辜道轻载，车辆闻距１５ｍ计算

计算结果表明：如果车辆间距控制在１５ｍ以上，剥受雷片静应力最大值出瑗在边孔炙雷片弦轷上，最大值为２６０ＭＰａ。中孔弦杆及腹杆等构件的应力在２２０ＭＰａ左右，满足规范要求的容许应力不大于２７３ＭＰａ。轿梁最大竖向变形为２２．６ｒａｍ，小于规范允许的３７．５ｍｍ，满足要求。

（５）一车道重载一车道轻载，车辆净距５ｍ，贝雷片上弦杆采藤嬲强型，横向分配粱调整蓟贝雷片节点位置。

如祭贝雷片上弦杆加强为加强型上弦杆，车辆间距控制在５ｍ以上，则贝雷片的应力最大值出现在边孔贝雷片腹杆上，最大值为２１６ＭＰａ．中孔腹秆应力最大力２０２ＭＰａ．贝雷片弦杆的最大应力为２０８ＭＰａ，满足规范要求的容许应力不大予２７３ＮＰａ．桥梁最大竖向变形为２２ｍｍ，小于规范允许的３７．５ｍｍ，潢熙要求。

上弦杆，受裂弯蹑组合应力及冲击作焉，受力状态较复杂，通过加强上弦杆，改善上弦杆的受力状况。

（３）通行２车道公路～级荷载检算结果显示，该耪移动药载德况下，贝雷片弦耔及腹杆应力满足规范簧求。

（４）按一车道通行４５ｔ重车，一车道通行返程空车，车辆闻距１５ｍ捡算结暴曼示：燹雷片瘟力在规范允许范围内。但上弦杆应力由于受到局部弯距的作用，上弦杆应力值较大，最大达到２６０ＭＰａ。

（５）针对瑷状通行情况较多翡“一车道４５ｔ重车，一车道返程空车，车辆间距５ｍ”的情况，对贝雷片上弦杆加强为加强型上弦杆后，计算结暴显示，煲雷片弦拇、腹杆瘟力均在规范允许范匿内，稳定计算结果显示，弦杆及腹杆的稳定性满足规范要求。采用加强型上弦杆詹，可有效改善贝雷片受力，提高桥梁安全性。４

结语

《１）燹雷粱的加固霹根据第５耱情提进行加

固，即采用加强狻上弦杆。

同时，横向分配梁（１１６，间距５０ｅｒａ）应力最大达裂２３０ＭＰａ，大予规范容谗的１４５×ｌ。３＝１８８。５ＭＰａ．可采用热轧宽翼缘Ｈ型钢ＨＫｌ４０ｂ加固，布置在贝雷片桁架的节点位置，即间距７０。５ｃｍ，计算结栗最大应力为１５１ＭＰａ。且采震ＨＫｌ４０ｂ佟为分配梁，可从构造上增大分配梁与贝雷片、桥面板的接触丽积，改善接触点位蹬的局部应力。

（２）加强槛基础沉降簸测，茬基沉降一黉累计超过１０ｍｍ或者一联内相邻桩沉降差超过６ｍｍ时，应对桩基进行补桩加固，并设置桩间连接；桩顶位置增藤受囱爻撑耪，进行局部加强。

（３）车辆限速２０ｋｍ／ｈ，增设一条检修通道加强便桥日常的检查、维护，改变桥梁检查及检修人员需通过受雷片下弦杆爬行通过静现状。

（下转第１４２页）

３安全使用分析

（１）双向通行４５ｔ重车，车辆间距５ｍ的情况下，燹鬣片弦抒、骏轩等秆件均毫理应力超过规藏允许范围的情况，存在较大的安全因患，通车运营过程中应杜绝该种情况出现；

（２）一车道通行４５ｔ重车，一车道邋行返程奎车情况，贝雷片上下弦杆应力在规范允许范围内，但已接近规范限值；贝雷片腹孝于局部位置应力已经稍超过规范允许值２７３ＭＰａ，上弦杆及腹杆的稳定计算不满足规范要求。应对结构进行加固，特别是

贵州大学学报（自然科学版）

第２６卷

用下气泡上浮，动轨迹如图４所示，在整个过程中，气水接触时间久、行程长，气泡的扩散距离远，氧的

系统简单，除吸气口外，其余部分潜入水中运行，噪音小，设备安全可靠；

利用率非常高。工作时曝气机的人水角度通常以

４５。放置，但可以在３０。一９０。之间调节，实际应用中可综合考虑充氧需要和推流需要调节安装角度。曝气机采用浮筒式安装，浮筒和曝气主体紧密连接，由浮筒浮力支承整个设备的重量；浮筒再由钢缆固定在氧化沟边壁上；松开钢缆，整个曝气机可以提出水面直接维修，可见该曝气机的安装和维护十分简便。

该曝气机的主要特点有：

①安装方便，可根据曝气池的特点，污水处理量的大小以及进池污水指标等灵活选择布置方式（可以布置在氧化沟的弯道等水力条件不利之处）、使用台数等；

②曝气能效高，应用范围广：由于其高速的射流流态，液气混合充分下潜深，氧吸收率高，动力效率高，并适用于各种污水处理，包括氧化沟、推流式曝气池、氧化塘等；

④投资和运行费用低：由于射流曝气机适用

于较深的曝气池，减少了占地面积，系统简单，节约投资费用，处理效能高，节约运行费用。

５小结

通过以上４种氧化沟曝气设备的在充氧原理、充氧动力效率、安装维护、投资运行、日常运行管理等方面的比较分析，本文认为叶轮吸气式推流曝气机具有综合优势，尤其是在缺乏专业管理人员的中小城镇的污水处理工程情况。参考文献：

［１］张忠祥，钱易．废水生物处理新技术［Ｍ］．北京：清华大学出版

社，２００４．

［２］Ｇ．乔巴诺格劳斯等著．废水工程——处理及回用［Ｍ］．秦裕珩

等，译．北京：化学工业出版社，２００４．

［３］邓荣森．氧化沟污水处理理论与技术［Ｍ］．北京：化学工业出

版社，２００６．

③系统简单，可靠性高：无需鼓风机等设备，

Ａｎａｌｙｓｉｓ

ｏｎ

ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＶａｒｉｏｕｓＴｙｐｅｓＡｅｒａｔｏｒ

ＥｍｐｌｏｙｅｄｉｎＯｘｉｄａｔｉｏｎＤｉｔｃｈ

ＺＨＯＮＧＲｅｎ—ｃｈａｏ，ＬＵＴｉａｎ・ｙｏｕ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｅｒａｔｏｒｉｓ

ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ

ａ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

ａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ

５５０００３。Ｃｈｉｎａ）

ｖｅｒｙ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒＯｘｉｄａｔｉｏｎＤｉｔｃｈ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＯｘｉｄａｔｉｏｎＤｉｔｃｈ

ｏｎ

ｍａｉｎｌｙｄｅｐｅｎｄｓａｎａｌｙｚｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅａｅｒａｔｏｒ．Ｆｏｕｒｔｙｐｅｓｏｆａｅｒａｔｏｒｕｓｕａｌｌｙｅｍｐｌｏｙｅｄｉｎ

ＯｘｉｄａｔｉｏｎＤｉｔｃｈｔｈｅｂｅｓｔ

ｏｎｅ

ａｒｅ

ｖａｒｉｏｕｓａｓｐｅｃｔｓ，Ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｊｅｔａｅｒａｔｏｒｗｉｔｈｉｍｐｅｌｌｅｒｉｎｈａｌａｎｔａｉｒｉｓ

ｉｎｔｅｇｒａｔｅｏｆｆｏｕｒｓｅｌｅｃｔｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．

ｏｎ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＯｘｉｄａｔｉｏｎＤｉｔｃｈ；ａｅｒａｔｏｒ；ａｎａｌｙｓｉｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

ｏｆｔｈｅａｅｒａｔｏｒ

（上接第１２３页）

人民交通出版社，２００４．

参考文献：

［１３黄绍金，刘陌生．装配式公路钢桥多用途使用手册［Ｍ］．广州：

［２３（ＪＴＧＤ６０—２００４，公路桥涵设计通用规范）［ｓ］．［３】（”０２５—８６），公路桥涵钢结构及木结构设计规范［ｓ］

ＴｈｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳａｆｅｔｙＵｓｅｓｏｆＢｅｉｌｅｉＢａｉｌｅｙＢｒｉｄｇｅ

ＵＵＸｕ．ｗｅｉ

（ＧｕｉｙａｎｇＰｒｅｊｅｅｔＨｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓｏｆＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙ８ｔｈ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｓａｆｅｔｙｓａｆｅｕｓｅｄｏｆｔｏｐｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂａｉｌｅｙｂｒｉｄｇｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅｉｌｅｉｒａｃｋ；ｂａｉｌｅｙｂｒｉｄｇｅ；ｓｔｒｅｓｓ；ｓａｆｅｔｙ

ｕｓｅｓ

ｕｓｅｓ

Ｂｕｍａｕ

ＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ，Ｇｕｉｙａｎｇ，５５００１Ｃｈｉｎａ）

ｏｆＢｅｉｌｅｉｒａｃｋｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆ

贝雷梁便桥的检算及安全使用方法

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：

刘旭伟， LIU Xu-wei

中铁八局集团贵阳枢纽工程指挥部,贵阳,550001贵州大学学报（自然科学版）

JOURNAL OF GUIZHOU UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)2009，26(1)0次

参考文献(3条)

1. 黄绍金. 刘陌生 装配式公路钢桥多用途使用手册 20042. JTGD 60-2004.公路桥涵设计通用规范

3. TJ 025-1986.公路桥涵钢结构及木结构设计规范

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