本发明涉及公路工程，尤其涉及一种适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构及其施工方法。
背景技术：
1、贝雷梁桥是一种采用贝雷梁作为承重主梁的桥梁结构，具有结构简单、运输方便、组装灵活、用途广泛、适应性强等特点，在公路工程中有广泛的应用，常常作为施工便桥、施工作业平台及抢修保通桥等。贝雷梁桥有上承式和下承式两种，其主要区别在于传递荷载的位置不同；上承式贝雷梁桥通过上弦杆传递荷载，在上弦杆顶面设置桥面系结构；下承式贝雷梁桥在下弦杆节点处设横向分配梁，通过下弦杆节点传递竖向荷载。下承式贝雷梁桥主梁结构高出桥面，会限制桥面宽度。为增加桥面宽度，提高通行能力及作业面宽度等，公路工程中的贝雷梁桥常采用上承式结构。
2、上承式贝雷梁桥在上弦杆顶面设置桥面系传递荷载，桥面系结构包括横向分配梁、桥面板等。横向分配梁置于上弦杆顶，桥面活荷载传递至横向分配梁顶面后，通过横向分配梁与上弦杆接触点，传递荷载至上弦杆。横向分配梁间距一般小于上弦杆节间间距，横向分配梁所传递上部荷载位于上弦杆节间，因此，贝雷梁的上弦杆除作为桁架杆件承受轴向力外，尚应同时作为杆件计算上部荷载引起的附加弯矩。对于压弯构件来讲，随着附加弯矩的增加，构件能承受的轴力急剧下降，附加弯矩的增加会极大地影响上弦杆的承载能力。由于上承式贝雷梁桥的受力控制杆件为上弦杆，附加弯矩削弱了上弦杆的承载能力时，进一步的，贝雷梁的承载能力也相应被削弱。
3、在常规技术手段中，贝雷梁的上弦杆与横向分配梁之间一般采用u型或l型螺栓螺母组件固定。施工时先架设贝雷梁，再逐根吊装横向分配梁；待横向分配梁就位后，再施工上弦杆与横向分配梁间的u型连接螺栓。由于u型螺栓需要同时套住上弦杆与横向分配梁，其长度一般大于40cm，在现场施工时，需要工人俯身把u型螺栓伸到上弦杆的下方后再向上套回；对于l型螺栓的施工情况与u型螺栓的施工情况类似，施工难度略小，但是可靠性差。桥梁现场施工一般为高位临空作业，采用上述的传统连接方式，施工风险高，且效率低。
4、因此，对于上承式贝雷梁桥的施工，如何改善贝雷梁结构的受力性能，减少现场施工作业风险，并提高施工效率将具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构及其施工方法，能够快速且牢固连接贝雷梁桥的上弦杆与横向分配梁，可以有效改善贝雷梁结构的受力性能，减少现场施工作业风险，提高施工效率，很好地解决了上述背景技术所提及的问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案来实现的：
3、第一方面，本发明提供了一种适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构，包括用于横向分配梁的荷载转换的垫梁承重结构，所述垫梁承重结构的下部与上承式贝雷梁的上弦杆连接，所述垫梁承重结构的上部与横向分配梁连接；所述垫梁承重结构沿贝雷梁桥的纵桥向方向分布，所述垫梁承重结构为槽型构件，所述槽型构件形成有用于与上承式贝雷梁的上弦杆扣合连接的槽口，所述槽口的开口方向朝下分布。
4、进一步，所述槽型构件包括两个对称相向分布的承重角钢以及焊接连接在两个承重角钢之间的缀板。两个承重角钢通过缀板连为一体构成垫梁承重结构。缀板除连接作用外，也作为支承垫板传递竖向力。由于贝雷梁的上弦杆为一对10#槽钢，当垫梁承重结构的槽口外扣于上弦杆后，从构造上限制了钢垫梁结构与贝雷梁间的横向移动与转动位移。
5、进一步，所述垫梁承重结构与上承式贝雷梁的上弦杆之间设有垫梁限位结构，所述垫梁限位结构位于所述槽口的内部，所述垫梁限位结构包括垂直分布的固定钢板和限位栓，所述固定钢板与承重角钢焊接连接，所述限位栓的上端与所述固定钢板的下表面固定连接。垫梁限位结构用于约束垫梁承重结构与贝雷梁的相对位移。具体的，垫梁限位结构通过限位栓穿过贝雷梁的上弦杆处的弦杆螺栓孔或支撑架孔，从而限制了垫梁承重结构与贝雷梁的横向及纵向位移。由于承重角钢与贝雷梁的上弦杆已经相互约束横向与转动位移，一片贝雷梁的上弦杆有2个弦杆螺栓孔及四个支撑架孔，仅需选择其中一处设置限位栓，即可限制钢垫梁结构与贝雷梁间的横向及纵向位移。
6、进一步，所述缀板的下表面粘贴有橡胶垫片，所述橡胶垫片的下表面与上承式贝雷梁的上弦杆顶面抵接。如此，可以提高横向受力均匀性，并减少使用过程中对贝雷梁的磨损，增加贝雷梁的周转使用次数。
7、进一步，单个垫梁承重结构均设有多个所述缀板和所述橡胶垫片，多个所述缀板的分布位置分别与上承式贝雷梁的腹杆和上弦杆的相交点一一对应。
8、进一步，所述橡胶垫片的下表面位置高度低于所述固定钢板的下表面位置高度。如此，避免固定钢板直接与上弦杆接触，以便橡胶垫片能够正常发挥提高横向受力均匀性的效果。
9、进一步，所述固定钢板的厚度＝(缀板的厚度+橡胶垫片的厚度)-(3mm～5mm)。
10、进一步，所述垫梁承重结构与横向分配梁之间设有横向分配梁连接结构，所述横向分配梁连接结构包括锁定角钢以及用于连接横向分配梁的翼板和锁定角钢的锁定组件，所述锁定角钢与承重角钢靠背焊接连接，锁定角钢和横向分配梁的翼板均设有供锁定组件穿过连接的通孔。通过将锁定组件穿过横向分配梁的翼板和锁定角钢，实现将横向分配梁与钢垫梁结构进行快速连接固定。
11、进一步，垫梁承重结构的两侧均对称设有所述横向分配梁连接结构；每个垫梁承重结构与横向分配梁之间至少连接有四个所述锁定组件，从而可以牢固连接横向分配梁，且受力均衡。
12、第二方面，本发明还提供了一种采用上述的钢垫梁结构的贝雷梁桥的施工方法，包括以下步骤：
13、s1、提前制作钢垫梁结构、横向分配梁、钢管桩、横梁、桥面系构件和上承式贝雷梁；
14、s2、施工贝雷梁桥的下部结构：沿贝雷梁桥的纵桥向方向布置钢管桩，在钢管桩上吊装横梁，在横梁上吊装上承式贝雷梁；
15、s3、组装钢垫梁-横向分配梁模块：以单个钢垫梁结构的长度为标准，提前拼接组装钢垫梁-横向分配梁模块，其中，钢垫梁结构沿贝雷梁桥的纵桥向方向间隔分布，横向分配梁沿贝雷梁桥的横桥向方向间隔分布，横向分配梁通过横向分配梁连接结构与钢垫梁结构连接固定；
16、s4、吊装钢垫梁-横向分配梁模块：将钢垫梁-横向分配梁模块沿贝雷梁桥的纵桥向方向依次吊装在上承式贝雷梁的上部，通过槽口将钢垫梁结构扣合支撑在上承式贝雷梁的上弦杆，并利用垫梁限位结构约束钢垫梁结构与上承式贝雷梁的相对位移；
17、s5、在横向分配梁的上方进行桥面系构件施工。
18、与现有技术相比，本发明提供了一种适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构及其施工方法，具备以下有益效果：
19、(1)由于贝雷梁为桁架结构，杆件受力以轴力为主，附加弯矩会极大地削弱杆件承载能力。本发明通过钢垫梁的荷载转换，上部结构荷载作用时，上弦杆不产生附加弯矩，使其仅承受轴力作用，优化了上弦杆的受力。对于上承式贝雷梁桥结构，受力控制杆件为上弦杆，改善上弦杆的受力，进而改善了贝雷梁的受力性能。
20、(2)钢垫梁结构与横向分配梁按照3m一组，在场地拼装完成后再整体吊装，吊装就位后即完成安装。由于多个横向分配梁与钢垫梁结构组装完成后一起吊装，采取模块化组装的方式，相比常规方式来说，减少了单个横向分配梁散件吊装的繁琐过程及u型螺栓连接等现场高位临空作业工序，施工效率高，安全风险低。
21、(3)贝雷梁结构多为临时结构，使用完成后需要拆除。本发明由于减少了现场螺栓连接，结构拆除时，横向分配梁结构部分，按照钢垫梁-横向分配梁模块吊离即完成拆除，不需要现场拆卸螺栓，拆除工效高，风险低。
22、(4)本发明的钢垫梁结构与横向分配梁及贝雷梁的连接采用螺栓及销栓结构连接，无焊接伤口，可多次快速拆卸重复利用，提高周转经济性。
23、(5)本发明的钢垫梁结构与贝雷梁的上弦杆的支承点处设置橡胶垫片，提高横向受力均匀性，并减少使用过程中对贝雷梁的磨损，增加贝雷梁的周转使用次数。
1.一种适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构，其特征在于，包括用于横向分配梁的荷载转换的垫梁承重结构，所述垫梁承重结构的下部与上承式贝雷梁的上弦杆连接，所述垫梁承重结构的上部与横向分配梁连接；所述垫梁承重结构沿贝雷梁桥的纵桥向方向分布，所述垫梁承重结构为槽型构件，所述槽型构件形成有用于与上承式贝雷梁的上弦杆扣合连接的槽口，所述槽口的开口方向朝下分布。
2.根据权利要求1所述的适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构，其特征在于，所述槽型构件包括两个对称相向分布的承重角钢以及焊接连接在两个承重角钢之间的缀板。
3.根据权利要求2所述的适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构，其特征在于，所述垫梁承重结构与上承式贝雷梁的上弦杆之间设有垫梁限位结构，所述垫梁限位结构位于所述槽口的内部，所述垫梁限位结构包括垂直分布的固定钢板和限位栓，所述固定钢板与承重角钢焊接连接，所述限位栓的上端与所述固定钢板的下表面固定连接。
4.根据权利要求3所述的适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构，其特征在于，所述缀板的下表面粘贴有橡胶垫片，所述橡胶垫片的下表面与上承式贝雷梁的上弦杆顶面抵接。
5.根据权利要求4所述的适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构，其特征在于，单个垫梁承重结构均设有多个所述缀板和所述橡胶垫片，多个所述缀板的分布位置分别与上承式贝雷梁的腹杆和上弦杆的相交点一一对应。
6.根据权利要求4所述的适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构，其特征在于，所述橡胶垫片的下表面位置高度低于所述固定钢板的下表面位置高度。
7.根据权利要求6所述的适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构，其特征在于，所述固定钢板的厚度＝(缀板的厚度+橡胶垫片的厚度)-(3mm～5mm)。
8.根据权利要求2所述的适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构，其特征在于，所述垫梁承重结构与横向分配梁之间设有横向分配梁连接结构，所述横向分配梁连接结构包括锁定角钢以及用于连接横向分配梁的翼板和锁定角钢的锁定组件，所述锁定角钢与承重角钢靠背焊接连接，锁定角钢和横向分配梁的翼板均设有供锁定组件穿过连接的通孔。
9.根据权利要求8所述的适用于贝雷梁桥安装的钢垫梁结构，其特征在于，垫梁承重结构的两侧均对称设有所述横向分配梁连接结构；每个垫梁承重结构与横向分配梁之间至少连接有四个所述锁定组件。
10.一种采用权利要求1～9中任一项所述的钢垫梁结构的贝雷梁桥的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
