CB200 型貝雷橋安裝施工技術(shù)應(yīng)用

翟景科 吳川花

中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司（450000）

1 工程概況

圣巴勃羅水電站位于哥斯達(dá)黎加Tarcoles 河上， 壩址距離哥斯達(dá)黎加首都圣何塞約1 h 的車程，壩址上游控制流域面積約1 708.5 km2。 電站樞紐主要由擋水建筑物、泄水建筑物、左岸輸水系統(tǒng)和左岸地面廠房等組成。

2 修建貝雷橋的目的及說(shuō)明

2.1 修建貝雷橋的目的

本工程拌和系統(tǒng)、加工廠、物資部、試驗(yàn)室等臨建設(shè)施布置在右岸場(chǎng)地，項(xiàng)目營(yíng)地、生活區(qū)、機(jī)電倉(cāng)庫(kù)等臨建設(shè)施布置在左岸場(chǎng)地，工程發(fā)電引水系統(tǒng)及廠房設(shè)計(jì)在左岸。為了保證施工期間左岸和右岸的交通順暢，在大壩下游擬修建一座CB200 型貝雷橋。

2.2 貝雷橋說(shuō)明

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及地質(zhì)條件，貝雷橋橋址設(shè)計(jì)在大壩壩軸線下游約380 m 處。貝雷橋橋面高程按照20 年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)， 貝雷橋橋面高程擬定為EL160.0 m。 貝雷橋設(shè)計(jì)單向單車通行， 橋面凈寬4.2 m，總長(zhǎng)51.816 m，貝雷橋?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)橋梁，自重113.1 t，設(shè)計(jì)荷載50 t，限速15 km/h。 貝雷橋橋墩采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為25 MPa。橋墩高13 m，寬度8 m，橋墩臺(tái)帽預(yù)留二期混凝土，二期混凝土強(qiáng)度等級(jí)為30 MPa。

2.3 主要工程量

混凝土澆筑736 m3，鋼筋制作安裝15.11 t，錨桿安裝（4 m）81 根，砂礫石填筑8 000 m3，鋼筋石籠700 m3，貝雷橋安裝113.1 t。

3 橋墩施工

3.1 橋墩基礎(chǔ)處理及開(kāi)挖

橋墩基礎(chǔ)開(kāi)挖采用反鏟開(kāi)挖，開(kāi)挖面大片孤石區(qū)域采用液壓錘進(jìn)行破碎，開(kāi)挖后的石渣回填左、右岸施工道路。

3.2 橋墩混凝土施工

橋墩基礎(chǔ)開(kāi)挖完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后，開(kāi)始貝雷橋基礎(chǔ)混凝土澆筑， 右岸橋墩設(shè)計(jì)高度為13 m，橋墩分4 次施工，即底板1 倉(cāng)、擋墻分3 次進(jìn)行澆筑。橋墩澆筑混凝土采用商品混凝土，混凝土指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，混凝土振搗采用插入式振搗器。 混凝土初凝后，立即進(jìn)行灑水覆蓋養(yǎng)護(hù)。

3.3 橋墩回填及場(chǎng)地準(zhǔn)備

1）右岸橋墩背后為填方區(qū)域，該填方區(qū)域前期作為安裝貝雷橋的施工平臺(tái)，后期作為貝雷橋與R7連接道路，施工期間使用頻率較高，其填筑和邊坡防護(hù)質(zhì)量要嚴(yán)格控制。

2）根據(jù)貝雷橋安裝需要和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形，從貝雷橋橋墩至現(xiàn)有R7 道路約有45 m 直線距離，場(chǎng)地長(zhǎng)度基本滿足安裝貝雷橋需要，上、下游方向沿河邊回填，并對(duì)靠河一側(cè)邊坡作鋼筋石籠防護(hù)。

3）橋墩混凝土澆筑完成7 d 后，進(jìn)行橋墩背后回填區(qū)回填施工。 回填料采用砂礫石，每層回填厚度40 cm，振動(dòng)碾分層壓實(shí)，邊角等局部區(qū)域采用手扶式振動(dòng)夯夯實(shí)。 橋墩兩側(cè)回填區(qū)迎水面采用鋼筋石籠護(hù)坡。

4 貝雷橋架設(shè)施工

4.1 貝雷橋架設(shè)方法

貝雷橋架設(shè)采用懸臂平推法： 將右岸設(shè)置為推出岸，在右岸將導(dǎo)梁和主梁構(gòu)件在平滾上裝好，然后利用挖掘機(jī)或裝載機(jī)配合人工逐步推出，直至橋梁達(dá)到左岸橋臺(tái)位置。

4.2 貝雷橋安裝施工

4.2.1 滾軸的布置

滾軸分平滾和搖滾兩種。 安裝時(shí)要求場(chǎng)地平整，基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)，搖滾和平滾安裝頂面高程必須一致，安裝時(shí)采用水準(zhǔn)儀控制高程。 搖滾安裝在兩岸混凝土橋臺(tái)上，每個(gè)橋臺(tái)上各安裝4 個(gè)搖滾。 平滾安裝在右岸安裝場(chǎng)地，平滾安裝間距6～9 m，平滾安裝時(shí)底部墊枕木。 搖滾和平滾的中心線和貝雷橋中心線重合，安裝過(guò)程中拉線繩校核[1]。

4.2.2 導(dǎo)梁的架設(shè)

導(dǎo)梁共10 節(jié)，第1～4 節(jié)為SS（單排單層），第5節(jié)為SSD（單排單層僅上部加強(qiáng)），第6、7 節(jié)為SSR（單排單層上、下加強(qiáng)），第8、9、10 節(jié)為DSR2（雙排單層全加強(qiáng)），第17 節(jié)為正橋段。

導(dǎo)梁架設(shè)步驟：第一步，安裝第1～4 節(jié)鼻梁，桁架陰頭端朝前；第二步，安裝第5 節(jié)，并在第4 和第5 節(jié)的下面安裝下弦接頭，使其翹起；第三步，安裝第6～7 節(jié)，并使其翹起；第四步，安裝第8～10 節(jié)；第五步，安裝正橋部分。

4.2.3 主橋安裝步驟及平衡計(jì)算

此安裝步驟是按照45 m 安裝場(chǎng)地計(jì)算， 最多可以安裝13 節(jié)橋梁。 操作時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定每次安裝節(jié)數(shù)和推出節(jié)數(shù)，但每次推出前必須有技術(shù)部門的平衡計(jì)算和許可，確保安全后才能推出作業(yè)。

主橋安裝步驟：第一步，安裝10 節(jié)引橋和3 節(jié)主橋，不推出，通過(guò)計(jì)算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無(wú)配重和配重位置；第二步，推出6 節(jié)停止，安全系數(shù)4.15＞1.3，通過(guò)計(jì)算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無(wú)配重和配重位置；第三步，安裝主橋第9～14 節(jié)， 共6 節(jié)， 推出4 節(jié)停止， 安全系數(shù)2.77＞1.3，通過(guò)計(jì)算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無(wú)配重和配重位置；第四步：安裝主橋第5～8 節(jié)，共4 節(jié)，最后2 節(jié)放置配重，推出4 節(jié)停止，安全系數(shù)1.8＞1.3，穩(wěn)定，配重15.692 t 平均放置主橋第5、6 節(jié)；第五步：安裝主橋第1～4 節(jié)，共4 節(jié)，最后3 節(jié)放置配重，推出3 節(jié)后引橋搭至左岸搖滾，安全系數(shù)1.8＞1.3，穩(wěn)定，配重30.16 t 平均放置主橋第1、2、3 節(jié)。

各安裝步驟說(shuō)明及平衡計(jì)算：

第一步：10 節(jié)引橋安裝完成后安裝第15～17 節(jié)主橋，共3 節(jié)。

第二步：推出6 節(jié)停止。

支點(diǎn)平衡計(jì)算：

支點(diǎn)后穩(wěn)定力矩：M1=W3×1.524+W4×6.096+W6×15.24+W5×19.812=293 070（kN·m）

支 點(diǎn) 前 最 大 傾 覆 力 矩：M2=W1×12.192+W2×4.572+W3×1.524=70 600（kN·m）

M1/M2=293 070/70 600=4.15＞1.3，此狀態(tài)穩(wěn)定。

第三步：安裝主橋第9～14 節(jié)，共6 節(jié)，推出4節(jié)。

支點(diǎn)平衡計(jì)算：

支點(diǎn)后穩(wěn)定力矩：M1=W6×3.048+W5×16.764=627 290（kN·m）

支點(diǎn)前最大傾覆力矩：M2=W1×24.384+W2×16.764+W3×12.192+W4×4.572=226 270（kN·m）

M1/M2=627 290/226 270=2.77＞1.3，此狀態(tài)穩(wěn)定。

第四步：安裝主橋第5～8 節(jié)，共4 節(jié)，推出4 節(jié)。通過(guò)驗(yàn)算，推出4 節(jié)后狀態(tài)不穩(wěn)定，在推出前需在主橋第5 節(jié)和第6 節(jié)安裝配重， 配重重量為15.692 t，即43 塊橋面板。

支點(diǎn)平衡計(jì)算：

支點(diǎn)后穩(wěn)定力矩：M1=W5×13.716=631 046 （kN·m）

支 點(diǎn) 前 最 大 傾 覆 力 矩：M2=W1×36.576+W2×28.956+W3×24.384+W4×16.764 +W5×3.048 +W6×9.144=563 150（kN·m）

M1/M2=631 046/563 150=1.12＜1.3，此狀態(tài)不穩(wěn)定。需增加配重。增加配重，安全系數(shù)取1.8，則增加配重量計(jì)算如下：

M=M2×1.8=563 150×1.8=1 013 670（kN·m）

M1+M配=M，

則M配=M-M1=1 013 670-631 046=382 624（kN·m）

按照配重放置在最后兩節(jié)考慮， 則臂長(zhǎng)為8×3.048=24.384 m

則配重重量為W1=382 624/24.384/1 000=15.692（t）。

第五步：安裝主橋第1～4 節(jié)，共4 節(jié)，推出3 節(jié)，使引橋搭上左岸搖滾。

通過(guò)驗(yàn)算，推出3 節(jié)后狀態(tài)不穩(wěn)定，需增加配重，按照1.8 安全系數(shù)計(jì)算配重為30.16 t，配重平均布置在主橋最后三節(jié)。

推出時(shí)3 節(jié)后支點(diǎn)平衡計(jì)算：

支點(diǎn)后穩(wěn)定力矩：M1=W5×12.192+W6×27.432=745 270（kN·m）

支點(diǎn)前最大傾覆力矩：M2=W1×45.72+W2×38.1+W3×33.528+W4×25.908+W6×18.288+W5×7.62 =976 590（kN·m）

M1/M2=745 270/976 590=0.76＜1.3，推出3 節(jié)后狀態(tài)不穩(wěn)定。 則計(jì)計(jì)算配重如下。

配重按照1.8 安全系數(shù)計(jì)算：

M=M2×1.8=1 757 862（kN·m）

配重計(jì)劃分配到最后三節(jié)主橋，則力臂為8.5×3.048=25.908 m

M1+M配=M，則M配=781 272（kN·m）

配重Wa=781 272/25.908/1 000=30.16（t）

4.2.4 橋架推出

橋架的推出應(yīng)用力均勻、徐緩、平穩(wěn)，減少懸空部分的震蕩。 推進(jìn)的方向應(yīng)由專人檢查，如發(fā)現(xiàn)偏移現(xiàn)象，應(yīng)立即糾正，可用人工配合反鏟撥動(dòng)尾部的方法加以糾正。

橋架的推出擬采用裝載機(jī)或反鏟配合人力。推橋應(yīng)嚴(yán)密組織，統(tǒng)一指揮。 指揮員位置，要既能看到對(duì)岸滾軸，又能觀察到橋架在推進(jìn)過(guò)程中的整體情況。 各組推橋的動(dòng)作應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 推出岸滾軸旁配置一名負(fù)責(zé)人，隨時(shí)檢查推進(jìn)是否正常[2]。

4.2.5 橋梁的坐落

在橋梁落位之前，先將引橋逐步拆除。 橋梁的座落采用千斤頂逐步降落。 各千斤頂?shù)慕德渌俣纫３忠恢隆?千斤頂安置穩(wěn)固，防止滑倒。

5 質(zhì)量控制措施

1）貝雷片應(yīng)有出場(chǎng)合格證，貝雷橋安裝前應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸等進(jìn)行全面檢查與驗(yàn)收，滿足要求后方可投入使用。

2）貝雷橋拼裝嚴(yán)格按照廠家安裝設(shè)計(jì)說(shuō)明和安裝方案進(jìn)行安裝。

3）貝雷橋安裝完成后需按照廠家技術(shù)要求進(jìn)行荷載試驗(yàn)和質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收合格才能投入使用。

6 安全控制措施

1）架設(shè)和收撤過(guò)程中，必須有人統(tǒng)一指揮。 橋梁懸臂狀態(tài)時(shí)橋上嚴(yán)禁上人。 遇到5 級(jí)風(fēng)，應(yīng)停止橋梁推進(jìn)和吊裝作業(yè)，并采用風(fēng)繩將引橋端頭固定在兩側(cè)岸坡堅(jiān)固的大樹(shù)或地錨上。

2）橋梁推出安排在白天進(jìn)行，夜間將橋梁懸出部分固定在橋臺(tái)上下游岸坡，并根據(jù)穩(wěn)定需要在推出端增加配重，防止橋梁擺動(dòng)或發(fā)生意外。 另外，夜間安排專人在現(xiàn)場(chǎng)值班，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)匯報(bào)并作出處理。

3）每次橋梁推出前，由技術(shù)部、HSE、施工部共同對(duì)橋梁的安裝質(zhì)量、螺栓緊固情況、配重平衡計(jì)算、安全防護(hù)措施等進(jìn)行檢查復(fù)核，驗(yàn)收合格并簽字后才能開(kāi)始推出作業(yè)。

4）橋梁在推出時(shí)，要有專人隨時(shí)注意橋梁推出是否平穩(wěn)正常，如發(fā)生異常應(yīng)立即停止。 如發(fā)現(xiàn)懸出端翹起高度不足， 不能順利搭到左岸搖滾時(shí)，可通過(guò)調(diào)整推出岸搖滾角度， 進(jìn)一步上揚(yáng)引橋端頭。如果還是不能校正，應(yīng)及時(shí)停止推出或回撤部分橋梁，作質(zhì)量、安全檢查，排除問(wèn)題后再實(shí)施推出。

5）橋梁推出與收回時(shí)，要盡快到達(dá)對(duì)岸搖滾，盡可能地減少懸臂時(shí)間。

6）在拼裝過(guò)程中，為防止橋梁前后滑移，應(yīng)用撬桿插入搖滾和橋梁下弦桿間，進(jìn)行固定。 在推移過(guò)程中，隨時(shí)注意橋梁方向，進(jìn)行糾偏。

7）落橋過(guò)程中，當(dāng)橋梁的一端頂起，在橋梁的另一端需設(shè)安全裝置，將撬杠插入橋梁下弦和搖滾間，保證橋梁在頂起和下落過(guò)程中不致產(chǎn)生縱向滑移。

8）落橋時(shí)，應(yīng)在橋梁同端橋頭兩側(cè)下弦桿底部增設(shè)保險(xiǎn)墊木，根據(jù)橋梁降距和千斤頂行程逐次落橋。同端橋兩側(cè)降落時(shí)，也應(yīng)循環(huán)降落。兩側(cè)高差須控制在20 cm 以內(nèi)，以保證安全落橋。

9）安裝過(guò)程中，所有人員佩帶安全防護(hù)用品，高空作業(yè)人員應(yīng)掛設(shè)安全帶，在操作人員必須身穿救生衣。

10）對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底，要求現(xiàn)場(chǎng)指揮和操作人員熟悉施工工序，嚴(yán)格按照技術(shù)要求和程序施工。

7 荷載試驗(yàn)

7.1 荷載試驗(yàn)準(zhǔn)備工作

試驗(yàn)設(shè)備：20 t 自卸汽車2 輛、水準(zhǔn)儀2 臺(tái)。

試驗(yàn)人員：測(cè)量人員3 人，安全員2 人，調(diào)度員1 人，技術(shù)員1 人。

7.2 荷載試驗(yàn)

1）荷載試驗(yàn)前，先由質(zhì)檢人員和安裝負(fù)責(zé)人對(duì)橋梁的連接件和安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行荷載試驗(yàn)。

2）空載時(shí)測(cè)量人員用兩臺(tái)水準(zhǔn)儀分別對(duì)跨中高程進(jìn)行測(cè)量，并作好記錄。

3）由調(diào)度員指揮一輛總重25 t 汽車慢慢駛上貝雷橋并在中部停下，測(cè)量人員在車輛停穩(wěn)，并且橋中不再有晃動(dòng)時(shí)進(jìn)行測(cè)量。 兩臺(tái)水準(zhǔn)儀分別測(cè)量跨中相同位置高程，并作好記錄。

4）比較空載和25 t 荷載時(shí)的撓度變形量。撓度實(shí)際值在理論允許值范圍內(nèi)，則繼續(xù)進(jìn)行下一步試驗(yàn)。 如果變形超出設(shè)計(jì)范圍，則查明原因或聯(lián)系廠家解決問(wèn)題。

5）由調(diào)度員指揮一輛總重50 t 汽車慢慢駛上貝雷橋并在中部停下，測(cè)量人員在車輛停穩(wěn)，并且橋中不再有晃動(dòng)時(shí)進(jìn)行測(cè)量。 兩臺(tái)水準(zhǔn)儀分別測(cè)量跨中相同位置高程，并作好記錄。

6）比較空載和50 t 荷載時(shí)跨中撓度變形量。撓度實(shí)際值在理論允許值范圍內(nèi)，橋梁荷載試驗(yàn)成功，可以通車。 如果撓度值超出設(shè)計(jì)范圍，需查明原因或聯(lián)系廠家對(duì)橋進(jìn)行處理，直到荷載試驗(yàn)合格后才能通車。

8 結(jié)語(yǔ)

哥斯達(dá)黎加圣巴勃羅項(xiàng)目貝雷橋安裝施工，原計(jì)劃15 d，實(shí)際安裝完成只用了12 d，比原計(jì)劃提前3 d，主要得益于技術(shù)準(zhǔn)備措施到位，在實(shí)際施工過(guò)程中嚴(yán)格按照技術(shù)要求施工，架設(shè)完成后通過(guò)各項(xiàng)荷載試驗(yàn)，均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。