贝雷梁临时路面系统在地铁车站施工中的设计与应用
建材与装饰２００８年５月中旬刊路桥、航运与交通
贝雷梁临时路面系统在地铁车站施工中的设计与应用
陈宁１
马西峰２
（１．广州市地下铁道设计研究院２．南京地下铁道有限责任公司）
摘
介绍车站施工中基坑上方铺设贝雷梁临时路面铺盖系统的设计与应用，解决了地铁建设在要：本文以某地铁车站工程为背景，
复杂施工条件下交通疏解的问题，为类似工程提供了参考。
临时路面；
贝雷梁关键词：地铁车站；
１前言
１．１工程概况
某地铁车站工程位于五路口交汇位置处的主干道上，为地下二层１０ｍ岛式车站，根据总体工程筹划，为盾构过站车站。车站总长１６３．３ｍ，标准段基坑宽度１９．１ｍ，东端头基坑宽度
端头基坑宽度３６．９ｍ，顶板埋深３ｍ。车站主体围护结构２３．１ｍ，
采用６００ｍｍ厚的地下连续墙和! １０００ｍｍ的钻孔灌注桩两种支护形式，主体结构采用明挖顺作法施工。
２．２．２结构计算
在４个车道１４ｍ内，按１６排桁架计算。一侧人行道结构与主桥一样，不必计算。
（１）静载计算：①桁架总重：Ｇ１＝１６×８×２７０×１０＝３４５６００Ｎ＝３４５．６ｋＮ②加强弦杆总重：Ｇ２＝１６×８×２×８０×１０＝２０４８００Ｎ＝２０４．８ｋＮ③支撑架总重：Ｇ３＝９×８×４４０Ｎ＝３１６８０Ｎ＝３１．６８ｋＮ④横系材总重：Ｇ４＝１４×９×１４５．３Ｎ＝１８３０７．８Ｎ＝１８．３０７８ｋＮ⑤桥面总重：
方木加防滑钢板：Ｇ５＝１４×２４×０．１５×０．６ｔ＋１４×２４×０．００８×７．８５ｔ＝５１．３４０８ｔ＝５１３．４０８ｋＮ（２）活载计算：
按城－Ａ级荷载计算，其各轴重及间距如图１所示：
１．２路面铺盖系统方案的提出
此交叉路口整个路面车流密集，地面交通压力大。在这种特殊的场地环境中要进行车站东端头围护及主体结构明挖施工，施工组织及协调难度很大。因此，采用适宜的临时路面支撑系统是本工程得以顺利实施的关键。
为了确保施工过程中能够最大限度地缓解地铁车站施工与
交叉路口交通之间占用道路的矛盾，同时保证车流疏解顺直、通畅；人流疏导合理、有序；施工围挡平面布置紧凑适用，倒换次数少，施工方便、快捷，更重要的是绝对不能影响围挡范围外行车道上的交通组织和安全。因此，选择合理的施工方法及采用适宜的临时路面支撑系统是车站东端头得以顺利实施的关键。通过对工期、安全、经济等方面合理、可靠的比较和考虑后，提出在车宽度２４ｍ范围内采用“３２１”桁架站东端头基坑上方长度２４ｍ，
（１００型）贝雷梁便桥方案进行路面铺盖施工，即车站东端头采用全盖挖顺作法组织施工。
图１城－Ａ
级荷载轴力分布图
车轮宽０．６ｍ，轮距如图２所示：
图２
荷载轴距
２贝雷梁路面支撑系统的设计
２．１结构布置
贝雷梁在车站东端头上方沿基坑横向布置，作为基坑临时路面梁。路面梁采用３２１型装配式公路钢桥桁架加强型，上承式
形式，跨径２３．８２ｍ，全桥长２４．１１ｍ。车行道位置等间距布置２８排桁架，横向间距０．９ｍ，两侧用装配式公路钢桥桁架做栏杆。桁架竖杆上每隔３ｍ设置１根１４号槽钢做横系材，在桁架上铺设方木接头在桁架正上方，不能在两桁架之间。１５×１５ｃｍ的方木；
在方木上铺设８ｍｍ的花纹钢板，使桥面连成整体，形成２４ｍ宽车道（５ｍ＋４×。３．５ｍ＋５ｍ）
按城市桥梁设计规范，车道荷载应该按均布载加一个集中载计算，当跨径２０ｍ＜Ｌ＜１５０ｍ时，可以简化为图３所示：
图３荷载简化图
其中，当计算弯矩时，ｑ＝ｑＭ＝１０ｋＮ／ｍ；计算剪力时，ｑ＝ｑＱ＝
１５ｋＮ／ｍ。因车道数目等于４，弯矩不考虑增长系数，剪力乘以１．２５的增长系数。
桁架设计计算（３）
①弯矩计算
ａ．静载在跨中产生的总弯矩：
２２Ｇ＋Ｇ＋Ｇ＋Ｇ＋Ｇ
Ｍ１＝１ｑｌ＝１１２３４５×２４＝３３４１．３８７４ｋＮ／ｍ
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２．２结构计算
２．２．１主要技术参数
（１）材料：（容许弯曲应力［σ；１６Ｍｎ钢材］＝２７３ＭＰａ）
（２）桥梁长度２４．１１ｍ（桥础轴线间距２３．８２ｍ），宽２４ｍ；（３）设计荷载：城－Ａ级荷载；
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ｂ．静载在跨中对单片桁架产生的弯矩：Ｍ１
＝２０８．８３６７ｋＮ／ｍｃ．活载在跨中对单片桁架产生的弯矩：Ｍ＇１＝
因为４个车道共有１６排桁架共同承担荷载，则每个车道下可有４排桁架承载。车道荷载冲击系数：μ＝２０＝０．１９２３
活载产生的总弯矩：
ｑｌ２４＋３００×２４＝２５２０ｋＮ／ｍＭ活＝ｐｌ＋Ｍ＝３００×Ｍ活
×（１＋μ）＝７５１．１４９ｋＮ／ｍｄ．单排桁架承受的最大弯矩：单排桁架的弯矩：Ｍ＇２＝
Ｍｍａｘ＝Ｍ＇１＋Ｍ＇２＝２０８．８３６７＋７５１．１４９＝９５９．９８５７ｋＮ／ｍ②剪力计算
ａ．静载在桁架端部产生的总剪力：Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４＋Ｇ５" ＝５５６．８９７９ｋＮＱ１＝１! ｂ．静载对单排桁架在端部产生的剪力：Ｑ＇１＝桁架平均承受活载，冲击系数不变。
２４×・Ｑ活＝ｐ＋１ｑＱｌ１２５＝３００＋１５×１．２５＝３７５ｋＮ
Ｑ活
×１．１９２３＝１１１．７７８ｋＮｄ．单排桁架承受的最大剪力：Ｑ＇２＝
Ｑｍａｘ＝Ｑ＇１＋Ｑ＇２＝３４．８０６＋１１１．７７８＝１４６．５８４ｋＮ③桁架强度验算查《装配式公路钢桥》多用途使用手册，得：
单排桁架容许弯矩为［Ｍ］＝１６８７．５ｋＮ／ｍ＞Ｍｍａｘ＝９５９．９８５７ｋＮ／ｍ单排桁架容许剪力为［Ｑ］＝２４５．２ｋＮ＞Ｑｍａｘ＝１４６．５８４ｋＮ经验算，桁架安全。④桁架稳定验算
由于用支撑架和横系材将全部桁架连成整体，所以稳定不需验算。
⑤桁架上弦局部弯矩与综合应力验算ａ．局部弯曲应力验算
桁架上弦支撑间距为７０．５ｃｍ，上弦抗弯模量Ｗ＝２×７９．４＝３
计算荷载按最重的轮压两根弦杆，按集中载计算，则１１５８．８ｃｍ，
根弦杆承受的荷载为Ｐ＝２００＝５０ｋＮ，则产生的跨中最大弯矩
为：
Ｍ０＝１Ｐｌ＝１×５０×７０．５×１０－２＝８．８１２５ｋＮ／ｍ
根据《军用桥梁设计准则》，弦杆局部弯矩的计算公式为：Ｍ＝０．７Ｍ０＝０．７×８．８１２５＝６．１６９ｋＮ／ｍ
Ｍ＝６．１６９×１０＝３８．８４８ＭＰａ弦杆局部弯曲应力为：σ１＝３
１５８．８×１０
ｂ．综合应力验算
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２
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弦杆为一个压弯杆件，除了受到弯曲应力，还受到因承受主桁弯矩而产生的压应力，桁架上下弦杆（包括加强弦杆）中心距桁架的最大弯矩为Ｍ＝９５９．９８５ｋＮ／ｍ，则上弦杆的压力：ｈ＝１．５ｍ，
Ｐ＝Ｍ＝９５９．９８５７＝６３９．９９ｋＮＰ＝弦杆的截面面积Ａ＝２×２５．４８＝５０．９６ｃｍ２，则压应力：σ２＝６３９．９９×１０＝１２５．５８６ＭＰａ５０．９６×１０
则弦杆的综合应力为：σ＝σ１＋σ２＝３８．８４８＋１２５．５８６７＝１６４．４３４７＜［σ］＝２７３ＭＰａ满足要求。
（４）方木设计计算
其截面尺寸取１５１５ｃｍ，其抗弯①方木材料取东北落叶松，
２３
模量为Ｗ＝１×１５×１５＝５６２．５ｃｍ；
容许弯曲应力为：［σ］＝１．３×１９＝２４．７ＭＰａ。
桁架上弦之间净距为：②桁架弦杆宽１７．６ｃｍ，Ｌ＝０．９－０．１７６＝０．７２４ｍ＝７２．４ｃｍ
为：（轮宽取６０ｃｍ）③计算荷载
ｑ＝２００＝１．６７ｋＮ／ｃｍ
④方木所受的弯矩为：
Ｍ＝Ｑ（２ｌ－Ｓ）＝１００×（２×７２．４－６０）＝１０６０ｋＮ／ｃｍ
⑤方木所受的应力为：
σ＝Ｍ＝１０６０＝１．８８ｋＮ／ｃｍ＝１８．８ＭＰａ＜［σ］＝２４．７ＭＰａ满足要求。
２
３
Ｑ１
＝３４．８０６ｋＮ每个车道按４排ｃ．活载在桁架端部对单排桁架产生的剪力，
（５）桥跨挠度计算：
①非弹性挠度计算：
３α＋ｓｉｎ５α＋ｓｉｎ７αα
ｆ０＝ｄｓｉｎ＋ｓｉｎ＝１．５ｃｍ
②静载挠度计算：
ａ．单片桁架所承担的静载集度：Ｇ＋Ｇ＋Ｇ＋Ｇ＋Ｇ
ｑ＝１２３４５＝２．９ｋＮ／ｍ＝２．９ｋｇ／ｃｍ
ｂ．单片桁架惯性矩：
Ｉ＝２５．４８×２×（８０２＋７０２）＋４×７９．４＝５７６１６８．６ｃｍ４
５×２．９×２４００ｃ．静载挠度：ｆ１＝５ｑｌ＝＝１．０４ｃｍ３８４×２．１×１０×５７６１６５．６
③活载挠度计算：ｆ２＝５ｑｌ＋Ｐｌ４３
１０×１００×１００×３００×５２４００２４００＋＝２．６８ｃｍ＝３８４×２．１×１０×５７６１６５．６４８×２．１×１０×５７６１６５．６④总挠度计算：
４
３
４
４
! "
Ｆ＝ｆ０＋ｆ１＋ｆ２＝１．５＋１．０４＋２．６８＝５．２２ｃｍｆ＝５．２２＝１＜ｆ＝１
经过验算，以上内容均满足要求。
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志标牌；夜间围挡顶部安装警示灯，确保交通安全和道路畅通。３．２．４钢便桥的拆除
在车站主体结构施工完成后即可进行钢便桥的拆除，拆除采用倒边施工，即先进行车站便桥西侧车站顶板土方回填和沥青路面恢复，然后将便桥上的行人及车辆改移至已完成的路面上，最后用钢围挡将便桥部分实施封闭，在围挡内进行钢便桥拆除。钢便桥拆除结束后恢复原有的沥青路面。
３临时路面系统的施工
３．１施工顺序
按照交通疏导及施工围挡的要求，首先在一期围挡内完成交叉路口处南北方向以西至少２０ｍ长度范围内的地下连续墙
支护桩施工，然后在一期围挡内对２０ｍ范围内的沟槽进行回填并完成路面恢复，最后将２０ｍ范围内的围挡拆除并完成二次围挡封闭，然后倒边施工车站东端头围护及地基基础工程。
在车站东端头围挡实施封闭后，首先施工围护结构及冠梁，然后进场破除设备，破除原道路路面，挖掘机、自卸汽车在施工深度保证能满场地内同步循环作业，挖土深度约在１．５ｍ左右，足施作围护桩及架设贝雷梁要求，在路面破除后完成主体基底加固施工，基底加固结束后在冠梁上架设第二道钢管支撑并挖基坑土方至支撑底面以下０．５ｍ处，最后在冠梁上完成贝雷梁＋槽钢＋竹胶板＋花纹钢板，在完成上述工作后进行荷载试验。
４钢便桥的量测和检查
４．１监控量测
施工后立即对钢便桥进行监测，包括各类沉降、位移、噪声等的监测，每天至少一次。
４．２临时路面系统的检查
为了确保便桥上面的车辆及下面的施工人员的安全，在钢便桥架好后，对成型后的便桥进行试压，试压成功后，与交警部分、路政部门进行联系，对通过钢便桥的车辆采用限载、限速等措施，以减小桥上的竖向和水平荷载对钢便桥产生的不利影响。
同时安排专人对钢便桥定期进行检查和保养维修，发现问题及时处理，避免发生安全事故，确保钢便桥的正常、安全的使用。主要检查项目有：①路面是否有坑洼不平及破裂；②路面钢板是否有破损，板与板间的缝隙高差是否有大的变化；③路面板与贝雷梁之间的胶垫或方木是否损坏及脱落；④路面板与军用梁联结的Ｕ型螺栓是否有松动及脱落；⑤贝雷梁的连接销钉是否有松动、脱落；螺栓是否松动；⑥贝雷梁上下节点是否脱焊、⑦贝雷梁两端与桩顶冠梁的连接螺栓是否破坏；⑧贝雷梁的跨中挠度是否超标；⑨贝雷梁杆件的受力是否在允许范围内；⑩汽车行驶过程响声过大的原因分析等。
３．２施工方法
３．２．１贝雷梁支座部分冠梁的施工
在围护桩及桩外止水帷幕最后一幅墙体达到设计强度后，开挖桩顶土方进行冠梁施工。冠梁为钢筋混凝土结构，施工的重点是要保持贝雷梁放置点的水平，以便使贝雷梁能够垂直受力。
为了避免车辆在行使时产生的水平力对主梁结构的稳定性将贝雷产生影响，在冠梁上面架设贝雷梁的位置预埋! ２２螺栓，梁和冠梁通过螺栓连成整体，此处冠梁结构形式采用２０ｃｍ钢筋混凝土后背墙挡土，后背墙后用土进行回填并夯实。
３．２．２贝雷梁的架设
贝雷梁单片重２７０ｋｇ，手抬时用６人拼装，肩抬４人即可拼装。刚开始时间的二榀贝雷梁采用８号槽钢剪刀支撑连接固定，然后按连接杆的长度在另一端连接贝雷梁。在连接好的贝雷梁之间，将下口连接杆全部连接上，后装贝雷梁和连接杆初步连接稳定，在够一组连接杆长度后，将上连接杆和贝雷梁连接固定。在固定的过程中调整贝雷梁的垂直度，使贝雷梁垂直受力，贝雷梁与冠梁混凝土之间用一层竹胶板作铺垫。
对成型后的贝雷梁路面铺盖系统进行试压图
５结束语
贝雷梁路面铺盖系统安装现场图
贝雷梁在地铁车站的成功应用，不但缓解了交叉路口处的交通压力，而且确保了市民的安全出行，同时为车站采用贝雷梁铺盖系统进行交通疏导及盖挖顺作法施工提供了很好的借鉴。
从贝雷梁的实用情况来看，汽车的行使对临时路面系统影响很大，建议作如下改进：从军用梁的实用情况来看，汽车的行驶对深基坑施工安全和周边环境的影响很大，建议作以下改进：①贝雷梁与冠梁的胶垫极易损坏，应将普通胶垫改为桥梁橡胶支座垫；以便拆②贝雷梁安装时的临时支墩的标高要严格控制，除临时支墩时贝雷梁变形最小；③花纹钢板最好改成沥青路面或混凝土预制块板铺装，以较少交通噪声污染对人工作效率和
状态引起的强烈反应。
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贝雷梁拼装组合完成后在其顶面铺纵向槽钢，槽钢与贝雷梁之间用螺栓连接，然后在连接好的槽钢上铺花纹钢板，花纹钢板边与槽钢焊接，焊接时在钢板上压重以保证钢板与槽钢贴紧。并铺盖系统完成后，按照设计要求的城市Ａ级道路标准试通车，
对钢桥进行监控量测，通车检验无误后，对连接螺栓全面进行一次检查，然后正式通车。
３．２．３安全防护
钢便桥在南北方向靠近围挡侧设置一排间距５０ｃｍ，高
护栏底部与贝雷梁牢固焊接，护栏顶端１２０ｃｍ的! ４８钢管护栏，
采用横向钢管连接。施工期间，在交通线路上布设限速、禁停等标