三峽升船機(jī)貝雷架安裝與拆除技術(shù)

劉 勇，陳建峽

（中國葛洲壩集團(tuán)股份有限公司三峽分公司，湖北宜昌 443002）

1 前言

貝雷架是形成一定單元的鋼架，可以用它拼接組裝成多種形式的構(gòu)件和設(shè)備，廣泛應(yīng)用于國防戰(zhàn)備、交通工程、市政水利工程。貝雷架具有結(jié)構(gòu)簡單、運輸方便、架設(shè)快捷、載重量大、互換性好、適應(yīng)性強的特點。同時，貝雷架安全穩(wěn)定性較好，投資節(jié)省，在高空以及大跨度建筑中應(yīng)用非常廣泛[1，2]。

三峽升船機(jī)橫梁混凝土結(jié)構(gòu)跨度大，施工時為高空作業(yè)，采用貝雷架支撐方案，以保證橫梁混凝土澆筑的正常進(jìn)行。在塔柱墻體預(yù)埋貝雷架支座埋件，后期支座與埋件連接安裝形成貝雷架支座，貝雷架坐落在支座上，貝雷架上部搭設(shè)鋼管支撐排架并安裝橫梁模板，貝雷架上部施工荷載通過貝雷架傳遞到支座，由支座將荷載傳遞給塔柱混凝土墻體。

三峽升船機(jī)橫梁貝雷架的安裝與拆除屬于高空立體交叉作業(yè)，施工場地狹窄，施工強度大[3]，其建設(shè)難點主要表現(xiàn)在6個方面。a.橫梁貝雷架規(guī)模大、質(zhì)量重，根據(jù)現(xiàn)有的施工手段，需分組進(jìn)行吊裝。b.橫梁貝雷架跨度大，吊裝單元長度長，安裝時易與船廂室內(nèi)局部突出結(jié)構(gòu)以及貝雷架移動平臺之間形成相互干擾。c.因筒體和剪力墻的施工進(jìn)度不同，剪力墻貝雷架受吊裝空間限制，部分貝雷架需分段吊裝，左右方向在空中存在二次連接。d.受起吊能力限制，只能分組、分段、分片進(jìn)行拆除。在如此高的環(huán)境中分小單元進(jìn)行拆除，沒有可供借鑒的施工經(jīng)驗。e.橫梁混凝土澆筑后位于貝雷架頂部，受其遮擋，垂直吊裝手段與橫梁混凝土之間會相互干擾。f.平臺板混凝土澆筑后，底部貝雷架處于封閉空間內(nèi)，只能采用卷揚機(jī)進(jìn)行定點拆除。因平臺板底部貝雷架拆除單元多，貝雷架需采用手拉葫蘆拖至吊點處進(jìn)行分解、起吊，拆除工序繁雜。

為了確保三峽升船機(jī)的順利施工，在施工質(zhì)量與進(jìn)度并重的情況下，合理有效地安排三峽升船機(jī)橫梁貝雷架的安裝與拆除工作就顯得至關(guān)重要。為此，本文在詳細(xì)分析三峽升船機(jī)貝雷架安裝與拆除的施工特點的基礎(chǔ)上，從安裝拆除設(shè)備的選取、吊裝單元的劃分等幾個方面介紹了三峽升船機(jī)貝雷架的安裝拆除技術(shù)，為今后類似的高空立體交叉作業(yè)的安全高效施工提供借鑒。

2 施工設(shè)備布置

2.1 固定起重設(shè)備

采用為升船機(jī)施工已安裝的固定起吊設(shè)備進(jìn)行貝雷架的安裝與拆除工作。上閘首航槽兩側(cè)185.00m高程處布置有兩臺F0/23B型行走式塔機(jī)，主要作為船廂室段靠上游側(cè)施工區(qū)域的起吊設(shè)備；航槽兩側(cè)巖臺上分別布置的兩臺固定式C7030塔機(jī)和兩臺固定式K40/26塔機(jī)，作為船廂室段施工的主要起吊設(shè)備。F0/23B、C7030塔機(jī)和K40/26塔機(jī)性能參數(shù)見表1。塔機(jī)布置見圖1。

表1 塔機(jī)性能參數(shù)表Table1 Performance parametersof tower crane

圖1 升船機(jī)船廂室段塔機(jī)布置Fig.1 A rrangementof tower crane of ship lift chamber section

2.2 卷揚機(jī)布置

在觀光平臺板和中控室平臺板各布置1臺15 t卷揚機(jī)和6臺10 t卷揚機(jī)，用于平臺板部位貝雷架的拆除。

2.3 施工設(shè)備分析

根據(jù)施工設(shè)備布置情況，橫梁結(jié)構(gòu)貝雷架主要利用塔機(jī)拆除，橫梁貝雷架根據(jù)吊裝構(gòu)件結(jié)構(gòu)特點，需采用兩臺塔機(jī)抬吊，基礎(chǔ)梁貝雷架則為單臺塔機(jī)起吊。平臺板貝雷架每組分3段進(jìn)行拆除，其中中間部分采用布置在196.00m高程平臺板上的兩臺（或3臺）10 t卷揚機(jī)抬吊下放至50.00m高程航槽底板進(jìn)行拆除。兩端部分主要采用單臺塔機(jī)起吊至84.50m高程平臺進(jìn)行拆除。平臺板下部的縱梁貝雷架及下部固定操作平臺采用布置在平臺板上的單臺15 t卷揚機(jī)進(jìn)行拆除。卷揚機(jī)鋼絲繩穿過平臺板預(yù)留孔洞后由手拉葫蘆配合將貝雷架下放到50.00m高程航槽底板或分段分解后采用單臺塔機(jī)起吊至84.50m高程平臺進(jìn)行拆除。移動平臺軌道梁采用布置在平臺板上的單臺卷揚機(jī)起吊下放到50.00m高程航槽底板進(jìn)行拆除。

3 貝雷架安裝技術(shù)

3.1 吊裝單元劃分

因貝雷架長度過大，質(zhì)量較重，現(xiàn)有起吊手段和起吊能力均不能滿足整體直接吊裝的要求。因而需將貝雷架分解成若干起吊單元，以單個連接框?qū)?～3片貝雷架梁連接為一組，采用單臺塔機(jī)單獨起吊或兩臺塔機(jī)抬吊將貝雷架吊裝到位，然后在空中連接形成整體。經(jīng)計算，每組貝雷架吊裝單元質(zhì)量均在塔機(jī)起吊能力范圍內(nèi)，抬吊質(zhì)量按兩塔機(jī)起吊能力的75%控制。

3.2 吊點設(shè)置

吊點必須在貝雷架梁兩端對稱設(shè)置，同時吊點位置必須滿足塔機(jī)幅度要求。為避免貝雷架割傷鋼絲繩，鋼絲繩不直接與貝雷架連接，而是采用卡環(huán)將鋼絲繩卡在貝雷架支撐節(jié)點上進(jìn)行起吊。

3.3 安裝方法

3.3.1 取梁位置

橫梁及縱梁均在船廂室50.00m高程底板取梁，基礎(chǔ)梁在84.50m高程平臺和上閘首185.00m高程平臺取梁。因軸1剪力墻滯后筒體施工，受船廂室段吊裝空間限制，軸1橫梁取梁位置布置在船廂室50.00m高程底板上閘首凹槽內(nèi)，同時需將凹槽內(nèi)的設(shè)備材料轉(zhuǎn)移至其他位置。受船廂室段空間限制和上部貝雷架移動操作平臺軌道系統(tǒng)的干擾，在船廂室取梁的單根貝雷架吊裝單元均在50.00m高程底板斜向擺放后起吊，起吊到189.00m收倉面以上再回轉(zhuǎn)擺正就位吊裝。

3.3.2 橫梁貝雷架安裝

以軸1墻跨航槽橫梁貝雷架的安裝（貝雷架1#）為例說明：軸1墻布置兩層貝雷架，每層由12排貝雷片和4個450連接框組成。吊裝時需將3排貝雷片連成1組，第1層4組就位后吊裝第2層，按照從上游向下游的順序采用兩臺塔機(jī)抬吊。安裝程序具體如下所述。a.將操作平臺行走至貝雷架底部位置。b.首先采用450連接框?qū)⒌?～3排連接成一組吊裝就位。按同樣方法將第2組吊裝就位，兩組之間采用225連接桿連成整體，依次將第3組、第4組吊裝就位并采用225連接桿連成整體。c.將第2層第1組吊裝就位采用螺栓將上下兩層連成整體，依次將第2層第2組吊裝就位采用螺栓將上下兩層連成整體，并采用225連接桿與第2層第1組連成整體，依次將第2層第3組、第4組吊裝就位連成整體，完成貝雷架1#吊裝（其余橫梁部位參照施工）。

3.3.3 特殊部位橫梁貝雷架吊裝

1）軸1、2橫梁吊裝：軸1、2橫梁吊裝長度為25.5m，經(jīng)計算，因受塔機(jī)吊重和吊裝幅度限制，軸1、2橫梁貝雷架由上閘首塔機(jī)起吊，上層貝雷架的上部加強弦桿需在吊裝就位后再安裝，以減輕吊重。

2）平臺板橫梁吊裝：平臺板橫梁貝雷架吊裝長度為33m，吊裝長度長，吊裝質(zhì)量重。經(jīng)計算，需要兩臺塔機(jī)抬吊，單臺最大起吊能力為36m/8 t，按起吊能力的75%控制，兩臺塔機(jī)抬吊重量為12 t，而貝雷架橫梁單組吊裝單元重量達(dá)15.7 t，需同時采取以下措施。a.將33m橫梁貝雷架縮短至30m吊裝，吊裝就位后再將剩余3m單片安裝完成。b.上層貝雷架上部加強弦桿待貝雷架吊裝就位后安裝，以減輕吊重。通過同時采取上述兩項措施后，平臺板橫梁的單組吊裝質(zhì)量為11.63 t，在兩臺塔機(jī)抬吊能力范圍以內(nèi)。

3）軸7橫梁吊裝：軸7橫梁部位貝雷架施工時，周邊筒體部位貝雷架已安裝，受吊裝空間限制，先吊裝下層3組單元就位，后續(xù)吊裝單元吊裝長度由25.5m調(diào)整為21m，在前3組單元形成的平臺上再對接成25.5m單元。因貝雷架節(jié)與節(jié)之間采用連接銷連接，吊裝單元為3片組成，如采取將4.5m單元直接與21m單元對接，中間一片的連接銷打入貝雷架連接孔時錘子揮動空間不足，因此需采取分片吊裝，將單節(jié)3m和1.5m貝雷架單元在21m貝雷架上一節(jié)節(jié)組裝成25.5m完整單元，然后將該完成組裝的25.5m完整單元吊裝就位。

3.3.4 縱梁、基礎(chǔ)梁、平臺板橫梁延伸段貝雷架吊裝

1）縱梁貝雷架吊裝長度為18.9m，吊裝質(zhì)量為7.9 t，每組吊裝單元采用塔機(jī)直接進(jìn)行起吊就位。在縱梁下面布置固定操作平臺作為貝雷架拼裝操作平臺。

2）基礎(chǔ)梁貝雷架橫跨筒體，在剪力墻基礎(chǔ)梁貝雷架之前施工，單根基礎(chǔ)梁貝雷架需分2～3個單元吊裝，其中貝雷架7分兩個單元，貝雷架8分3個單元，吊裝單元最大質(zhì)量為4.3 t，每組吊裝單元采用單臺塔機(jī)直接進(jìn)行吊裝就位。

3）平臺板橫梁延伸段貝雷架，單組吊裝質(zhì)量為1.96 t，每組吊裝單元采用單臺塔機(jī)直接進(jìn)行吊裝就位。在橫梁延伸段下面布置固定操作平臺作為貝雷架拼裝操作平臺。

4 貝雷架拆除技術(shù)

4.1 平臺板橫梁延伸段貝雷架拆除

平臺板延伸梁貝雷架分解成三組后采用單臺塔機(jī)起吊至84.5m高程平臺進(jìn)行拆除。

4.2 基礎(chǔ)梁貝雷架拆除

基礎(chǔ)梁每個起吊單元采用單臺塔機(jī)起吊，共分為42個起吊單元，先用塔機(jī)將基礎(chǔ)梁起吊。再利用纜風(fēng)繩（纜風(fēng)繩提前系掛在貝雷架一端）將貝雷架水平旋轉(zhuǎn)90°，使其能從兩根橫梁貝雷架之間的空檔下放。最后利用塔機(jī)將貝雷架下放至50.00m高程航槽底板進(jìn)行拆除。

針對上部有基礎(chǔ)梁混凝土結(jié)構(gòu)覆蓋的部分貝雷架，需采用兩個10 t手拉葫蘆配合塔機(jī)拆除。在橫梁上兜掛鋼絲繩，手拉葫蘆固定在鋼絲繩上，塔機(jī)鋼絲繩卡環(huán)固定在貝雷架上。通過手拉葫蘆將貝雷架抬吊一定高度并通過收放手拉葫蘆鏈條將貝雷架移出基礎(chǔ)梁覆蓋范圍。移出過程中在移動的相反方向用牽引繩反拉貝雷架，使貝雷架在塔機(jī)起吊過程中平穩(wěn)向航道中心方向移動。最后塔機(jī)接鉤起吊貝雷架?；A(chǔ)梁貝雷架拆除示意圖見圖2。

圖2 基礎(chǔ)梁貝雷架拆除示意圖（單位：m）Fig.2 Demolition schematic diagram of bailey trussof based beam(unit：m)

4.3 橫梁貝雷架拆除

1）吊點設(shè)置。橫梁貝雷架全部采用塔機(jī)起吊（抬吊）拆除，吊點必須在梁兩端對稱設(shè)置，同時吊點位置滿足塔機(jī)幅度要求并要避開基礎(chǔ)梁、橫梁遮擋。為避免貝雷架割傷鋼絲繩，鋼絲繩不直接與貝雷架連接，采取將卡環(huán)卡在貝雷架的支撐節(jié)點上進(jìn)行起吊。橫梁貝雷架吊點吊距為15m。

2）橫梁貝雷架拆除。以軸13跨航槽橫梁貝雷架的拆除為例進(jìn)行說明。軸13橫梁布置兩層貝雷架，每層由4組起吊單元組成。首先將底部加強弦桿、水平連接框、上部水平連桿、斜桿、組與組之間聯(lián)板以及上部加強弦桿拆除。從上部第二層上游側(cè)一組開始拆除，該組與貝雷架梁分離后采用3#、4#兩臺塔機(jī)抬吊。針對上部橫梁遮擋，不能直接垂直起吊的貝雷架，需采用兩個10 t手拉葫蘆配合塔機(jī)拆除。具體操作方法為：在對應(yīng)的橫梁兩端各兜掛1根鋼絲繩，手拉葫蘆固定在鋼絲繩上，塔機(jī)起吊鋼絲繩卡環(huán)固定在貝雷架上，通過手拉葫蘆將貝雷架抬吊一定高度并通過收放鏈條，將貝雷架移出橫梁覆蓋范圍。塔機(jī)起吊，解除手拉葫蘆鋼絲繩。兩臺塔機(jī)抬吊從上游側(cè)下放至50.00m高程航槽底板進(jìn)行拆除。為避開下部移動平臺軌道干擾，需將起吊構(gòu)件呈傾斜狀下放。

在拆除過程中待拆除貝雷架上部橫梁需設(shè)防護(hù)欄桿，以保證施工人員的安全。軸13橫梁貝雷架拆除方式見圖3～圖5。

4.4 平臺板部位貝雷架拆除

平臺板部位貝雷架長度為33m，起吊質(zhì)量大，且處于封閉的平臺板之下，按以下操作方式拆除：將兩端頭系掛鋼絲繩穿過平臺板兩端延伸梁空檔部位，用塔機(jī)起吊向下游或上游側(cè)移動至平臺板范圍邊緣，然后將起吊構(gòu)件臨時固定，將兩端頭建塔系掛鋼絲繩解除，將鋼絲繩重新系掛，使兩吊點位于起吊構(gòu)件端部1/3處，最后由兩臺塔機(jī)抬吊下放至50.00m高程航槽底板進(jìn)行拆除。

圖3 軸13橫梁貝雷架起吊（1）（單位：m）Fig.3 Hoisting bailey trussof the13th crossbeam（1）(unit:m)

圖4 軸13橫梁貝雷架起吊（2）（單位：m）Fig.4 Hoisting bailey trussof the13th crossbeam（2）(unit:m)

4.5 縱梁及固定平臺貝雷架拆除

縱梁及固定平臺貝雷架拆除方式為：先用系掛在縱梁上的吊掛葫蘆將其抬吊一定高度，再由卷揚機(jī)牽引出來起吊，然后下放至50.00m高程航槽底板進(jìn)行拆除。拆除方式見圖6。

圖5 橫梁貝雷架拆除（單位：m）Fig.5 The demolition of bailey trussof crossbeam（unit：m）

4.6 移動平臺貝雷架拆除

按照拆除順序，移動平臺軌道系統(tǒng)（軌道、鋼箱梁）跟進(jìn)橫梁貝雷架拆除。首先采用塔機(jī)掛吊籃拆除移動平臺貝雷架底部水平連接框，然后將貝雷架分解為兩個單元并采用1#、2#塔機(jī)抬吊下放至50.00m高程航槽底板進(jìn)行拆除。

5 結(jié)語

三峽升船機(jī)橫梁貝雷架支撐體系的安裝與拆除是整個升船機(jī)施工過程中的關(guān)鍵問題之一，在現(xiàn)有場地以及技術(shù)條件下，為了避免施工干擾，安全高效地完成貝雷架的安裝與拆除工作，制定了詳細(xì)的施工技術(shù)方案。該技術(shù)方案保證了三峽升船機(jī)貝雷架安裝與拆除的順利進(jìn)行，其值得借鑒的施工技術(shù)如下。a.合理地利用現(xiàn)有的施工機(jī)械，避免了施工機(jī)械的重復(fù)安裝，節(jié)省了施工時間。b.針對不同部位的結(jié)構(gòu)特點，采取不同的施工方法，因地制宜，最大程度地保證了施工的順利安全進(jìn)行。c.受場地與起吊能力的限制，很多部位的貝雷架只能分組、分段、分片進(jìn)行安裝拆除，本工程成功解決了在如此高的環(huán)境中分小單元進(jìn)行安裝與拆除的問題，該技術(shù)值得推廣與借鑒。d.充分利用各種施工機(jī)械的特點，塔機(jī)、卷揚機(jī)、手拉葫蘆的結(jié)合使用，從最大程度上消除了塔柱混凝土帶來的施工干擾，保證了安裝拆除工作的順利進(jìn)行。

圖6 縱梁及固定平臺貝雷架拆除方式（單位：m）Fig.6 The demolition way of bailey trussof longitudinalbeam and fixed p latform（unit：m）

[1] 李云華.鋼管臨時支撐和貝雷架在施工實踐中的應(yīng)用[J].山西建筑，2011，37（2）：163-166.

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[3] 王建平，聶本武，李 智.三峽升船機(jī)立體交叉作業(yè)的風(fēng)險控制措施研究[J].安全與環(huán)境工程，2013，20（1）：147-150.