摘要：HD200型鋼橋是在一種新型的裝配式橋梁，文章結(jié)合老撾貝雷橋工程中的設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例，對(duì)其主要構(gòu)造進(jìn)行了介紹，分析了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力性能，希望對(duì)類似境外工程提供借鑒作用。
　　
　　1工程背景
　　老撾人民民主共和國(guó)地處中南半島北部?jī)?nèi)陸、北面與中國(guó)云南相接，東面與越南為鄰，西面、西南面分別與緬甸、泰國(guó)交界，南面與柬埔寨接壤。老撾全國(guó)共劃分為16個(gè)省，一個(gè)直轄市，國(guó)土面積23.68萬(wàn)平方公里。
　　老撾工業(yè)落后、交通極不發(fā)達(dá)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緩慢，據(jù)統(tǒng)計(jì)，老撾公路密度在東盟十國(guó)中位居倒數(shù)第二，僅僅高于緬甸。近年來(lái)，為了促進(jìn)城鄉(xiāng)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是針對(duì)由于境內(nèi)河流多，橋梁缺乏，嚴(yán)重阻礙交通通行的現(xiàn)狀，老撾政府將橋梁建設(shè)工程作為近期發(fā)展交通基礎(chǔ)設(shè)施的工作重點(diǎn)。
　　針對(duì)老撾改善交通環(huán)境的迫切需求，國(guó)際社會(huì)紛紛伸出援手。2010年6月，中國(guó)國(guó)家副主席習(xí)近平訪問(wèn)老撾期間，中國(guó)與老撾交通部簽署了老撾貝雷橋及配套土建工程項(xiàng)目商務(wù)合同，項(xiàng)目主要工程內(nèi)容為建設(shè)69座貝雷鋼桁架橋梁，包括橋梁設(shè)計(jì)、供貨、土建、安裝以及連接道路的建設(shè)等。項(xiàng)目資金來(lái)源使用中方向老撾提供的優(yōu)惠貸款，項(xiàng)目規(guī)定建設(shè)的橋梁遍布老撾17個(gè)省、直轄市，南北最大直線距離約1200公里。
　　由于老撾國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平及其落后，不僅缺乏水泥、鋼材等施工原材料，而且基本無(wú)大中型橋梁的施工能力和維護(hù)條件，故其境內(nèi)現(xiàn)有橋梁基本為簡(jiǎn)易的木結(jié)構(gòu)和鋼桁架結(jié)構(gòu)。此外，本次項(xiàng)目的擬建設(shè)橋位大部分地區(qū)是熱帶山地丘陵，進(jìn)場(chǎng)道路多為非鋪裝的簡(jiǎn)易路面，車輛通行條件較差，道路交通量也很小，因此對(duì)橋梁的使用要求也不是很高。
　　根據(jù)以上特點(diǎn)，合同規(guī)定擬建設(shè)橋梁的均按照單車道貝雷桁架梁橋建設(shè)，要求橋梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。按照前期研究，橋梁結(jié)構(gòu)決定采用HD200型裝配式公路鋼橋（以下簡(jiǎn)稱HD200型鋼橋），施工原材料特別是鋼結(jié)構(gòu)絕大部分從中國(guó)境內(nèi)裝運(yùn)到老撾現(xiàn)場(chǎng)拼裝。
　　2HD200型鋼橋
　　2.1HD200型鋼橋特點(diǎn)
　　目前在國(guó)內(nèi)工程中使用的比較成熟的貝雷桁架式的鋼結(jié)構(gòu)裝配式橋梁主要有321型鋼橋和HD200型鋼橋。321型鋼橋是在原英國(guó)貝雷（BAILEY）桁架橋的基礎(chǔ)上，由我國(guó)60年代研制并設(shè)計(jì)定型的一種裝配式鋼橋，問(wèn)世45年來(lái)，其在交通基礎(chǔ)建設(shè)、搶險(xiǎn)救災(zāi)和國(guó)防戰(zhàn)備等方面都發(fā)揮了重大作用。HD200型鋼橋是在321型鋼橋的基礎(chǔ)上，由中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)的新一代鋼橋，其桁架片的高度由原來(lái)的1.4m提高到2.134m，橋面寬由3.7m擴(kuò)到4.2m，同時(shí)提高了橫梁及連接構(gòu)件的強(qiáng)度，因此在車行道寬度、承載能力、整體剛度和強(qiáng)度、構(gòu)件疲勞強(qiáng)度等方面都比原321鋼橋有較大的性能提高，具有更高的性能價(jià)格比。其主要特點(diǎn)是：構(gòu)件簡(jiǎn)單、架設(shè)方便、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，互換性強(qiáng)、承載能力大、適應(yīng)性好，可作為永久和半永久性橋梁使用。
　　2.2HD200型鋼橋基本結(jié)構(gòu)
　　HD200型公路鋼橋是一種拼裝桁架式的下承式橋梁，主要構(gòu)件包括桁架、橫梁、橋板、連接銷及各種連結(jié)系構(gòu)件，基本結(jié)構(gòu)由以下幾個(gè)部分組成（見(jiàn)圖1）：
　　
　　
　　圖1HD200型鋼橋基本結(jié)構(gòu)示意圖
　　
　　（1）桁架
　　桁架單元是橋梁承重的基本構(gòu)件，所有的橋梁部件全部要通過(guò)桁架進(jìn)行連接。主要采用10號(hào)、8號(hào)兩種槽鋼組焊而成，構(gòu)造尺寸：長(zhǎng)3.048m，高2.134m。
　　（2）橫梁
　　橫梁是橋面系承重梁，并對(duì)兩側(cè)主桁架的穩(wěn)定起支撐作用。橫梁采用400mm高的H型鋼制作，單車道橋面凈寬為4.2m，橫梁長(zhǎng)5.7m。
　　（3）橋面板
　　橋面板是橋面構(gòu)件，用于直接承受履帶式和輪式荷載作用。橋板長(zhǎng)3.042m.寬0.84m，由5mm的花紋面板和4mm的鋼板冷彎焊接而成。
　　（4）加強(qiáng)弦桿
　　加強(qiáng)弦桿用于加強(qiáng)桁架弦桿。加強(qiáng)弦桿的兩端分別為陰頭和陽(yáng)頭，中間有支撐架孔和弦桿螺栓孔。
　　（5）水平撐架和豎向撐架
　　水平撐架和豎向撐架用來(lái)連接同側(cè)的多排桁架，使多排桁架形成整體結(jié)構(gòu)，以便共同受力。
　　2.3HD200型鋼橋受力性能
　　為了滿足橋梁施工架設(shè)的需要，HD200型鋼橋桁架按照橫向片數(shù)布置有單排、雙排、三排和四排四種形式；根據(jù)是否安裝加強(qiáng)弦桿，可分為加強(qiáng)型和不加強(qiáng)型兩種形式，此外為了充分利用桁架的抗剪能力，桁架有標(biāo)準(zhǔn)桁架和高剪力桁架之分，高剪力桁架共設(shè)計(jì)了3種類型。其具體的桁架組合容許內(nèi)力的見(jiàn)下表（表1）：
　　表1桁架組合容許內(nèi)力表
　　容許內(nèi)力
　　 不加強(qiáng)橋 加強(qiáng)橋
　　 單排單層
　　SS 雙排單層
　　DS 三排單層
　　TS 四排單層
　　QS 單排單層SSR 雙排單層DSR 三排單層TSR 四排單層QSR
　　彎矩(KN.m) 1047.8 2053.7 3017.6 3981.6 2194.9 4302.0 6321.3 8340.6
　　剪力(KN) 223.6 438.2 643.9 849.6 223.6 438.2 643.9 849.6
　　高剪力(KN) 320.7 628.6 923.6 1218.7 320.7 628.6 923.6 1218.7
　　超高剪力(KN) 384.6 753.7 1107.5 1461.3 384.6 753.7 1107.5 1461.3
　　特高剪力(KN) 448.8 879.7 1292.6 1705.5 448.8 879.7 1292.6 1705.5
　　根據(jù)橋跨相應(yīng)的計(jì)算荷載，對(duì)應(yīng)桁架內(nèi)力表，HD200鋼橋的組合跨徑可由9m～76m，適用荷載標(biāo)準(zhǔn)可為中國(guó)荷載標(biāo)準(zhǔn)公路I級(jí)，公路II級(jí)，也適用于美國(guó)荷載標(biāo)準(zhǔn)HS15、HS20、HS25等。
　　3 典型橋梁設(shè)計(jì)方案
　　3.1主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)參數(shù)
　　（1）設(shè)計(jì)行車速度：按25公里/小時(shí)設(shè)計(jì)。
　　（2）設(shè)計(jì)荷載：受歷史影響，老撾境內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)荷載沿用了歐美的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于老撾國(guó)道、省道橋梁車輛荷載按AASHTO標(biāo)準(zhǔn)（美國(guó)公路和運(yùn)輸官員協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）HS-20設(shè)計(jì)，農(nóng)村地區(qū)橋梁的車輛荷載按AASHTO標(biāo)準(zhǔn)HS-15設(shè)計(jì)。
　　（3）橋梁寬度：橋面凈寬4.2m，單車道。
　　3.2桁架組合形式
　　擬建設(shè)橋梁分布于老撾國(guó)道、省道、地區(qū)道路、城鎮(zhèn)道路、農(nóng)村道路上，根據(jù)橋梁建設(shè)清單，本次工程為適應(yīng)不同橋位的橋跨布置及荷載的變化，HD200的桁架組合選用了單排單層DS、雙排單層加強(qiáng)DSR、四排單層加強(qiáng)TSR共三種組合，其桁架組合形式及適用跨度按照下表布置：
　　表2桁架組合及適用跨度組合表
　　荷載類型
　　適用跨度（m） HS-15 HS-20
　　15 DS DS
　　18 DS DS
　　21 DS DS
　　24 DS DS
　　27 DS DSR
　　30 DSR DSR
　　33 DSR DSR
　　36 DSR DSR
　　39 DSR DSR
　　42 DSR TSR
　　45 DSR TSR
　　48 TSR TSR
　　備注：
　　1) DS表示雙排單層不加強(qiáng)桁架組合布置；
　　2) DSR表示雙排單層加強(qiáng)桁架組合布置；
　　3) TSR表示三排單層加強(qiáng)桁架組合布置；
　　3.3簡(jiǎn)支單跨-三排單層TSR型HD200鋼橋
　　根據(jù)表2可見(jiàn)，簡(jiǎn)支單跨-三排單層TSR型HD200鋼橋可應(yīng)用于跨徑48m以下的單跨簡(jiǎn)支橋梁。
　　典型橋梁位于老撾Champasak省SaNaSomBoum縣VangVorn村附近，跨越KaPher河，設(shè)計(jì)荷載為HS-20。橋址處河段河道順直，兩側(cè)河岸較高較陡，河寬穩(wěn)定。
　　經(jīng)對(duì)橋位現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)合河道洪水位情況和兩岸道路標(biāo)高等綜合因素，該橋設(shè)計(jì)為單跨簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，橋梁跨徑45.720m，橋梁結(jié)構(gòu)由15片TSR型HD200桁架（15*3.048m）拼裝組成。
　　橋型布置見(jiàn)下圖（圖6）：
　　
　　
　　圖2簡(jiǎn)支單跨TSR型HD200鋼橋橋型布置圖
　　
　　
　　圖3TSR型桁架斷面圖
　　3.4連續(xù)多跨-雙排單層DSR型HD200鋼橋
　　本工程的多跨橋梁均采用連續(xù)結(jié)構(gòu)，單孔跨徑長(zhǎng)度和桁架組合按照表2的要求設(shè)計(jì)。在中跨的連續(xù)節(jié)點(diǎn)處設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)的槽型鋼托梁構(gòu)造，托梁的作用首先是作為施工時(shí)的架梁軌道槽，其次作為成橋后的中支點(diǎn)的連續(xù)支撐構(gòu)件。
　　典型橋梁位于Xaignbouli省肯濤縣Phakkam村（右岸）附近，橋位處在村莊中間地帶，河道兩岸坡度較陡，河道寬度約50m，設(shè)計(jì)荷載為HS-20。
　　經(jīng)對(duì)橋位現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)合河道洪水位情況和河道兩岸道路標(biāo)高等綜合因素，該橋設(shè)計(jì)為三跨連續(xù)結(jié)構(gòu)，橋梁跨徑30.480m+30.480m+30.480m，橋梁結(jié)構(gòu)由30片DSR型HD200桁架（30*3.048m）拼裝組成。
　　橋型布置見(jiàn)下圖（圖6）：
　　
　　
　　圖4連續(xù)多跨DSR型HD200鋼橋橋型布置圖
　　
　　圖5DSR型桁架斷面圖
　　4結(jié)語(yǔ)
　　（1）老撾是典型東南亞的發(fā)展中國(guó)家，境內(nèi)遍布山地雨林，河流眾多，當(dāng)?shù)亟ㄖ�材料�?yán)重匱乏，施工力量薄弱，全年受雨季影響，河流水位漲落很大，一年中只有半年是有效施工周期。
　　因此構(gòu)件簡(jiǎn)單、架設(shè)方便、承載能力大的HD200鋼橋，可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)解決該國(guó)的基本交通保障問(wèn)題，對(duì)于促進(jìn)其國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展具有較好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。
　　（2）HD200型鋼橋是一種新型的裝配式公路鋼橋，本項(xiàng)目是其首次在境外工程中大規(guī)模的設(shè)計(jì)應(yīng)用，因此是也一個(gè)學(xué)習(xí)和積累經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。目前該工程設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，進(jìn)入施工建設(shè)期，希望能對(duì)類似境外工程提供一定的借鑒作用。
　　
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