懸臂推出法在國際項目貝雷橋架橋中的應(yīng)用

【摘 要】隨著國際水電市場的開發(fā)，越來越多國際水利水電工程進點施工，在非洲水利水電施工中，存在過河跨溝無橋梁交通設(shè)施，對前期進點及快速展開施工局面影響較大，筆者通過幾內(nèi)亞項目貝雷橋采用“懸臂推出法”迅速架橋方法，為今后國外類似項目貝雷橋施工提供一個簡單、易行、安全、快捷的施工方法。

【關(guān)鍵詞】貝雷橋；懸臂推出法；施工；應(yīng)用

1. 工程概況

幾內(nèi)亞水利樞紐項目裝機容量450MW，正常蓄水位210m，壩頂高程215.5m，碾壓混凝土重力壩最大壩高116.5m，壩軸線長1148m，屬大（一）型工程。項目現(xiàn)場僅有一座50年代修建的法國鋼橋，僅能滿足小車和人員通行。為快速展開項目施工，在法國橋下游側(cè)設(shè)計修建一座跨河貝雷橋，總長231m，總重量355.7t，屬多跨簡支型，采用TSR321三排單層加強型裝配式公路鋼橋拼裝而成。橋臺高程115.00m，橋面高程115.67m，橋面凈寬3.7m，單跨跨度33m。按超汽-20t級、履帶-50、掛80荷載等級設(shè)計，可滿足50t級的三橋施工車輛、80t以下拖板車及50t履帶式機械安全通行。對輪胎式機械行車限速30km/h，履帶-50行車限速5km/h。

2. 貝雷橋架設(shè)施工方案

2.1 架橋施工方案確定

貝雷橋?qū)俣嗫缃Y(jié)構(gòu)，安裝長度較長、重量較大，項目剛開工進點，受施工場地和道路的制約，大型起重設(shè)備無法進入施工現(xiàn)場，確定采用“懸臂推出法”進行貝雷橋架設(shè)。

2.2 施工條件

結(jié)合現(xiàn)場地形條件，左右岸橋臺施工時，沿橋縱向軸線長度分別有38m，28米的臨時道路可以回填利用，均需回填至115.00高程。左岸現(xiàn)有施工道路經(jīng)回填后，地形相對開闊，無建筑物阻擋，桁架可充分伸展，同時考慮到上游法國橋的承載能力較低，因此，宜將橋梁的堆放拼裝場地設(shè)在左岸。

將左岸橋頭左側(cè)場地作為橋梁的拼裝推移場地，需沿橋梁縱軸線長度填筑長度40m，寬度8m，高程115.00m的拼裝平臺（其中12m為站車平臺），桁架等橋梁附件的堆放場地設(shè)在拼裝場地兩側(cè)，高程113.00m，兩側(cè)總寬度約30m。左側(cè)平臺與設(shè)計道路連接，坡比為9%。

右岸橋頭為牽引場地平臺，長度30m，高程115.00，采用原設(shè)計路線。

2.3 橋梁架設(shè)基本參數(shù)及導(dǎo)梁強度計算

結(jié)合裝配式公路鋼橋的架設(shè)要求，采用“懸臂推出法”邊拼邊推。推土機牽引，12t汽車吊輔助拼裝，進行臨時貝雷橋的架設(shè)。橋梁計算主要參數(shù)如下：

橋梁單跨33m，由11 個單元節(jié)組合而成。為減少拼裝時配重使用量，提高裝配效率，橋梁安裝采用7 節(jié)單排導(dǎo)梁，第一節(jié)導(dǎo)梁前端加裝14#槽鋼連系梁，桁架倒向安裝，陽頭超前，陰頭朝后。導(dǎo)梁搭上第一個中墩平滾前，須使裝配推移后的整個橋梁的重心落在左岸搖滾的左側(cè)，即平衡力矩大于傾覆力矩。經(jīng)計算得出，橋梁推出時，導(dǎo)梁搭上第一個中墩平滾前，在不加任何配重的情況下，左岸搖滾左側(cè)須有7 節(jié)正橋（每節(jié)安裝一塊橋面板）的保障節(jié)。推移時，搖滾左側(cè)節(jié)間大于右側(cè)節(jié)間即可滿足穩(wěn)定要求。為減少推移阻力，正橋拼裝時，在每節(jié)正橋上只安裝中間的一塊橋面板，并相互錯開。

導(dǎo)梁搭上中墩平滾后，單排導(dǎo)梁變換成三排正橋存在截面突變，結(jié)合面為導(dǎo)梁的危險截面。計算結(jié)果如下：

從上表得知，第三節(jié)導(dǎo)梁端頭搭上平滾后，不能繼續(xù)推移，需繼續(xù)拼裝正橋，使橋梁推移后左岸搖滾后保持相應(yīng)的正橋節(jié)間。如下圖：

導(dǎo)梁全部越過中墩搖滾后，整個橋梁方可大幅推進。

導(dǎo)梁拼裝推出搖滾后，呈懸臂結(jié)構(gòu)，搭上第一中墩搖滾前，跨度達33m，橋身自重會產(chǎn)生53cm 的撓度。為順利搭上中墩平滾，將下弦接頭安裝在導(dǎo)梁的第二，第三節(jié)間，使導(dǎo)梁頭部抬高78～80cm。在每節(jié)導(dǎo)梁上中部鋪設(shè)兩塊馬道板，形成人形通道。在導(dǎo)梁到達中墩上空時，依靠人力將平滾或搖滾抬至中墩。

3. “懸臂推出法”架橋施工工藝流程及施工方法

3.1 施工工藝流程

“懸臂推出法”架橋施工工藝流程：現(xiàn)場平整→標(biāo)定橋梁和輥子的安裝軸線→安裝所有搖滾和平滾→輥子頂面找平、調(diào)整→右岸滑輪安裝→導(dǎo)梁及正橋拼裝→橋梁推/拖移→正橋拼裝拖移→導(dǎo)梁全部越過中墩平滾→正橋拼裝，大幅拖移→橋梁就位，拆除導(dǎo)梁→落橋→橋面板安裝，緊固→吊裝側(cè)壓擋墻→左右岸橋頭回填。

3.1 施工方法及操作要點

（1）安裝現(xiàn)場碾壓平整，平面高程與橋臺同高；

（2）現(xiàn)場測定橋梁縱軸線。根據(jù)軸線在右橋臺預(yù)埋板上安置定滑輪。引出橋梁兩側(cè)一、二排桁架中心線，安放平滾和搖滾，推出搖滾安放在左岸橋臺上，確定并安放各中墩的平滾或搖滾?？紤]到橋梁自重和方向控制要求，搖滾安放位置分別為0#橋臺、2#和5#中墩，搖滾頂面控制高程為115.37m，其余中墩采用平滾布設(shè)。每組輥子頂面高程橫向誤差在0～3mm內(nèi)；平滾頂面與搖滾頂面高程誤差在0～10mm內(nèi)；

（3）以左岸搖滾為基點，沿第一、二排桁架中線向安裝場方向，按要求每6m 安裝平滾兩組（4 個/組）。用兩排方木墊于每組平滾底板下，測其頂面高程，使其依次比前組滾子頂面低1～2cm，嚴(yán)禁平滾頂面高程超出搖滾頂面高度（避免橋梁拼裝過程中產(chǎn)生滑移），且所有同組平滾頂面在同一平面內(nèi)?？紤]到場地開闊，可多布置平滾，以增大搖滾后桁架的安裝節(jié)間。為保證橋梁推出方向，輥子安裝時，其橫軸線須垂直橋軸線，縱向軸線須平行于橋軸線。搖滾、平滾的橫向布置見下圖；

（4）橋跨導(dǎo)梁采用7 節(jié)，先進行導(dǎo)梁拼裝，在導(dǎo)梁第2、3 節(jié)間安裝下弦接頭。導(dǎo)梁拼裝完成后，拼裝正橋兩節(jié)，每節(jié)正橋中部錯開布設(shè)一塊橋面板，裝載機向前推移橋梁4 節(jié)后，繼續(xù)正橋安裝；

（5）從導(dǎo)梁拼裝到正橋拼裝，推移過程中，導(dǎo)梁搭上第一個中墩平滾前，左岸搖滾后需保持7 節(jié)的正橋標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。導(dǎo)梁搭上平滾后，可順次將橋梁向前拖移2 節(jié)，使第三節(jié)間的端頭落在平滾上，再進行后續(xù)正橋安裝；endprint

（6）第三節(jié)間導(dǎo)梁端頭搭上1#中墩平滾時，左岸搖滾左側(cè)須有4 節(jié)正橋的保險節(jié)，否則不得推進。當(dāng)全部導(dǎo)梁越過1#中墩平滾后，橋梁方可大幅推進；

（7）正橋第2 、第76 節(jié)桁架安裝加強弦桿；正橋第1 、第77 節(jié)下弦安裝斜面弦桿，使橋梁順利通過搖滾；

（8）嚴(yán)格按TSR321 型公路鋼橋安裝工藝拼裝鋼橋。拼裝過程中，安裝前一節(jié)桁架的抗風(fēng)拉桿，須在后一節(jié)的橫梁和斜撐安裝后進行，以防引起桁架的橫向變位。安裝連接構(gòu)件時，前一節(jié)的斜撐和抗風(fēng)拉桿可先安裝就位，但不擰緊，待下一節(jié)橫梁裝好后，再全部擰緊；抗風(fēng)拉桿擰緊時，調(diào)節(jié)螺栓須頂?shù)介L度指示塊；

（9）橋梁拖移依靠右岸推土機牽引，牽引繩穿過預(yù)設(shè)定滑輪，以減少軸線偏移量。橋梁拼裝快完時，最大摩擦力約36t，若右岸推土機拉不動，可用裝載機在左岸頂推。利用牽引鋼絲繩穿過滑輪，另一端系在下弦接頭桁架豎桿與橫梁交接處，控制拖移方向，并統(tǒng)一旗哨指揮，嚴(yán)格控制推拉速度，用力均勻、緩慢而平穩(wěn)；

（10）橋梁落座就位后，安裝橋面板。待橋落座就位，面板全部安裝完，再安裝路緣。

4. “懸臂推出法”架橋安全技術(shù)措施

（1）拼裝階段安全措施

1）現(xiàn)場技術(shù)人員全程監(jiān)督，確保左橋臺搖滾后保障節(jié)的節(jié)間數(shù)，使橋梁平衡力矩始終大于傾覆力矩。

2）根據(jù)搖滾后安裝場地長度，盡可能多拼裝橋梁節(jié)間數(shù)。

3）橋梁正橋到達右岸橋墩前，在正橋最后一節(jié)（第77 節(jié)）尾端增設(shè)一節(jié)雙排導(dǎo)梁，防止推進過猛使橋梁滑出左岸搖滾?？稍诎惭b橋頭端柱時拆除。

4）拼裝時，將撬杠插入橋梁下弦和搖滾間，使橋梁不產(chǎn)生縱向滑移。拖移橋梁前，須拔出撬杠。

5）橋梁的緊固件，須在橋梁推移前緊固完成。

6）安裝過程中，所有人員佩帶安全防護用品，高空作業(yè)人員掛設(shè)安全帶。

（2）推移過程安全措施

1）復(fù)查橋梁結(jié)構(gòu)的螺絲緊固情況，符合要求方可拖移。

2）推進橋梁時，統(tǒng)一旗哨指揮，左岸橋臺點位、導(dǎo)梁到達中墩點位，右岸拖移設(shè)備點位等重要點位設(shè)專人監(jiān)管。

3）推進過程中，及時觀察橋梁運行方向。橋梁接近平衡點和斜面弦桿滑上輥子前易偏轉(zhuǎn)，人員須站在偏轉(zhuǎn)半徑外。發(fā)生偏轉(zhuǎn)，及時停止拖移，倒換鋼絲繩牽引點，調(diào)正方向后方可繼續(xù)。

4）承接導(dǎo)梁的中墩部位，設(shè)專職人員，協(xié)助導(dǎo)梁準(zhǔn)確落在輥子上，發(fā)生偏移，可用撬杠撥動導(dǎo)梁。左岸搖滾兩側(cè)各設(shè)專職人員一名，觀察拖移時橋梁在搖滾上的運行工況，防止橋梁滑出搖滾。

5）拖移完成后，及時將撬杠插入橋梁下弦和搖滾間。

（3）落橋時安全措施

1）從中間向兩端逐次降落。降落施工前，將撬杠插入橋梁下弦和搖滾間，保證橋梁在頂起和下落時不產(chǎn)生縱向滑移。

2）在千斤頂上放置δ16mm 鋼墊板，置于桁架弦桿與腹桿節(jié)點的下弦桿底部，增大接觸面，防止桁架局部變形。同一橋墩上，將同側(cè)桁架同時頂起，移去輥子，墊支方木，方木高度比原輥子頂面低10cm。一側(cè)降落后，用同種方法再降低另一側(cè)。

3）縱向相鄰兩橋墩不能同時將橋頂起，須在一個橋墩降落10cm 后，再進行另一橋墩的落橋作業(yè)。

4）各千斤頂?shù)慕德涠纫恢?，以免橋梁發(fā)生扭曲。不得在千斤頂頂起時進行橋梁結(jié)構(gòu)的其它操作。

5）在相鄰橋墩兩側(cè)下弦桿底部增設(shè)保險墊木，根據(jù)橋梁降距和千斤頂行程逐次落橋，兩側(cè)高差須控制在10cm 內(nèi)。

6）嚴(yán)禁用千斤頂頂升橫梁。落橋完成后，再進行橋梁其它剩余結(jié)構(gòu)的操作。

7）橋梁落座完成后，需全面由橋的中部向兩端對螺栓檢查緊固，并在銷子周圍涂抹潤滑油，以防雨水進入。

5. 結(jié)語

幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂項目在貝雷橋安裝施工過程中，成功運用“懸臂推出法”，結(jié)合杠桿原理推移橋梁，利用普通設(shè)備，實現(xiàn)了貝雷橋的快速安全架設(shè)施工，比原計劃提前一周完成，并節(jié)約了成本投入。該方法技術(shù)合理，簡便易行，經(jīng)濟和社會效益明顯，具有較好的推廣價值，對今后國外類似項目貝雷橋施工，具有較大的借鑒意義。

作者簡介：

許涇川（1983年—），男，工程師，2003年參加工作至今，就職于中國水利水電第三工程局有限公司，主要從事工程施工技術(shù)與管理工作。endprint