黑水河毛爾蓋水電站跨導流洞出口貝蕾橋架設施工技術綜述

曹宇飛

摘要：曾經(jīng)軍用的貝蕾橋目前在民用建筑施工中得到了越來越多的使用，本文通過對貝蕾橋架設施工技術在毛爾蓋水電站跨導流洞出口兩岸的成功應用，為類似工程項目施工提供借鑒經(jīng)驗。

關鍵詞：貝蕾橋；應用；借鑒

中圖分類號：TV732 文獻標識碼：B 文章編號：1674-3954（2013）21-0302-02

1 工程概述

毛爾蓋水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州黑水縣境內，黑水河中游紅巖鄉(xiāng)至俄石壩河段，是黑水河流域水電規(guī)劃二庫五級方案開發(fā)的第3梯級電站，該電站為大（2）型引水式，單一發(fā)電工程。電站首部位于河口下游約400m的漁巴渡河段，壩址距上游黑水縣縣城約26km，距下游茂縣縣城約98km：廠址距茂縣縣城約79m。工程區(qū)黑水河右岸有茂（縣）～黑（水）公路通過，下行經(jīng)茂縣、汶川、都江堰至成都，對外交通方便。

電站采用混合式開發(fā)方式，首部樞紐由擋水建筑物、溢洪道、放空洞組成。攔河大壩采用礫石土直心墻堆石壩，大壩壩頂高程為2138.00m，壩頂寬12.0m，最大壩高為147.00m。開敞式溢洪道布置在大壩左壩肩，全長約532m。放空洞布置在河道左岸，全長約1145.51n。

引水建筑物布置在河道左岸，由進水口、引水隧洞、調壓井及壓力管道組成。

廠房樞紐為地面廠房系統(tǒng)，由主機間、安裝間、尾水渠、副廠房、生活區(qū)等建筑物組成。廠內安裝3臺混流式發(fā)電機組，單機引用流量72.90m³/s，單機容量140MW，總裝機420MW。

跨導流洞出口橋設計為1～27.432m加強200型鋼桁架雙排單層加強型貝雷橋，橋梁全長35.8m：設計荷載：汽-20級；橋面凈寬：凈-4.2m，兩岸橋臺地基應力不小于0.25MPa，臺帽采用C30混凝土，臺身采用C25混凝土，基礎采用C25片石混凝土，橋臺臺面鋪設30cm厚C30路面混凝土，橋臺C20混凝土護坡正面與導流洞底板順接，橋臺兩側各4m長范圍內順地勢圍合。

2 貝雷橋架設措施

2.1 架橋前的準備

2.1.1 橋位的選擇

根據(jù)兩岸的接線位置“地形”高差和地質等情況，決定最適宜的橋梁中線，測量河流寬度，決定推出岸邊的搖滾至岸邊的最小安全距離及橋梁跨徑。

定出平滾搖滾與座板的位置，測得橋中線樁與平滾“搖滾”座板標樁的高程。橋中線樁應測至對岸鼻架端能達之最遠處。

根據(jù)接線路堤標高，確定橋梁基礎標高。

根據(jù)地基承載能力，確定搖滾座板下面基礎處理方案，并計算填挖數(shù)量，劃出填挖范圍。

劃出料場線，注明橋梁各部件配件及工具之堆放位置。

2.1.2 場地的布置

為方便橋梁作業(yè)，根據(jù)架橋現(xiàn)場的地形道路狀況，在推出岸的橋頭應規(guī)劃出堆放橋梁部件工具的位置和建橋器材車輛掉頭的位置。總之橋梁構件的堆放要使在裝配時人工搬運距離最短，使用最為方便。

在河的對岸，應盡可能制造條件將在對岸橋頭使用的座板搖滾和其他器材，先運到位，如無條件，過河前，可將座板和搖滾放在鼻架上，隨架橋推出時，運送到岸，但在計算懸臂推出的穩(wěn)定時，必須考慮這些材料的重量。

2.2 橋梁架設方法（略）

3 橋座基礎處理

3.1 橋座的壓力

單跨的公路鋼橋的荷重與活載是經(jīng)過其主梁兩端支座傳至地基的各種荷載與橋梁自重作用在橋梁座板上的最大壓力。

3.2 橋座基礎的處理

如橋座基礎位置地基松軟時，需要用方木或鋼筋混凝土板做擴大或加固處理，擴大面積和加固方法需根據(jù)橋梁跨徑大小及現(xiàn)場的土質情況。使用年限等因素靈活確定。

3.3 滾軸的安置

滾軸分搖滾和平滾兩種，搖滾設在推出和對岸的岸邊，推出岸的搖滾用于橋梁的推出；對岸的搖滾用于架橋的坐落，平滾安置在推出岸搖滾之后，現(xiàn)將其安置方法分述如下：

（1）每座搖滾只容一排桁架通過，其橫向（順河方向）位置應與橋架中吻合；兩岸各方兩座搖滾，其中距為4.20m，雙排橋梁時，每邊桁架需用兩座搖滾，內排搖滾間距5.10m。搖滾置于兩岸的河邊，其與河邊的距離由地基承載力與土壤的靜止角而定，搖滾的縱向（垂直于河流方向）位置，通常設在橋座座板的距離為1m，至少不得小于0.74m，搖滾亦可放在座板背河邊之一側，但必須另加一節(jié)桁架才能使橋頭端座落在橋座上，在此種情況下，橋梁降落比較困難，但可縮短橋梁跨徑，有時也可能因此改變橋梁組合，節(jié)省橋梁用料。

（2）平滾用來拼裝橋梁，在推出岸搖滾之后沒隔6m安置一組平滾。

（3）橫向布置，單排橋梁左右個用一副平滾，桁架占用靠外邊的滾子：雙排桁架橋梁是，左右各用兩副平滾，內排占用平滾靠外面的一個，中外排桁架分別占用外面平滾的兩個滾子。

（4）安置平滾之前先要布置好滾輪樣盤。

3.4 鼻架的設計

（1）鼻架即導梁，在橋梁推出時，用它先到對岸，來保證橋梁推出的穩(wěn)定性。

（2）鼻架的構造與長度，正常鼻架用單排單層桁架拼成，鼻架的格數(shù)通常為正橋的一半再加例如雙層單層（不加強）33m跨橋梁的鼻架為11/2+1=6（格），對于奇格橋梁，其格數(shù)除2后取整數(shù)再加1，鼻架一般不設加強玄桿，在每格前端豎桿后安置一根橫梁，橋梁30m以下，在奇數(shù)格的橫梁上即第一、三、五格裝斜撐和風拉桿。

4 橋梁構件的拼裝

4.1 鋼橋的拼裝

（1）在推出岸每個搖滾上各豎一片桁架，陰陽頭保持一致。

（2）在桁架前端豎桿后面設一根桁梁，用橫梁夾具半固定。

（3）安裝第二格桁架，并在第一格桁架的橫梁上裝上斜撐，擰緊橫梁夾具。

（4）在第二格桁架前端豎桿后安裝一根橫梁，用夾具半固定。

（5）安裝第三格桁架，并在第一格裝抗風拉桿，在第二格橫梁上裝斜撐。

按此方法進行，直到鼻架拼裝完成，拼裝時注意保持桁架平穩(wěn)：為防止桁架橫向變位，應注意前一格的抗風拉桿應在后一格的橫梁安裝之后，才可裝上，如需鼻架上翹克服兩岸高差時，可在鼻架最后一格在增加下弦桿接頭。

正橋的第一格與其余各格的拼裝順序有些不同，分別敘述如下：

（1）鼻梁拼裝完后，先以兩片桁梁聯(lián)于鼻架之最后一節(jié)上。

（2）在上述桁架外邊一片桁架，并安上支撐架（不擰緊螺栓）以夠成臨時框架。

（3）在桁架中豎桿前插入橫梁就為，然后按上橫梁夾具，但暫不夾緊。

（4）將第二跟橫梁裝于后端豎桿之前面，用夾具輕輕扣牢。

（5）將第三根橫梁于千端豎桿之后，同時在第二根橫梁上按斜撐。

（6）再裝次一格之內排桁架，同時在第一格裝抗風拉桿。

（7）裝上第二格之外排桁架，同時旋緊第一格支撐架橫梁夾具及抗風拉桿。

至此第一格橋己拼成，第二格桁架也己裝上。第一格不鋪縱梁與橋面板，待橋梁推到對岸座落就位，端柱上橫梁也裝好后，在鋪設第一格桁架的前豎桿后又一根橫梁（唯一裝在豎桿后面的橫梁），裝此橫梁的目的，是阻止第一格桁架端頭由于抗風拉桿拉緊后產生的橫向變形，從而避免在端柱上裝橫梁是發(fā)生困難，待橋梁座落后，該橫梁即從原處移至端柱上。

4.2 第二格桁架的安裝

（1）第二格桁架裝好后，安裝第三格內排桁架。

（2）將桁架裝于第二格后端豎桿之前面，用橫梁夾具扣上，但不擰緊。

（3）在第二格的橫梁上裝斜撐，同時安裝抗風拉桿及拼第三格的第二排桁架，抗風拉桿暫不拉緊。

（4）裝第二格之中橫梁，扣上橫梁夾具。

（5）安裝支撐架，然后旋緊第二格之抗風拉桿及橫梁夾具。

（6）在橫梁上鋪U型橋面板。

4.3 鋼橋橋梁拼裝要點及注意事項

（1）鋼橋橋梁可以在推出岸拼好后再推出，亦可以隨拼隨推。若采用隨拼隨推的方法，則必須掌握橋梁的重心在搖滾的后面，以免傾覆。

（2）每節(jié)桁架可沿用下面簡單的方法進行安裝：將擬安裝的桁架抬上，放在己裝好的桁架后面，并與其成一直線，兩人用木棍穿過節(jié)點板將桁架前端抬起，下面銷孔對準后，插入銷子，然后再抬起桁架后端，插上面銷子。

（3）如遇到橋頭地形受限制，橫梁由外穿插有困難時，可在橋梁兩內排桁架的中間安裝。在此情況下，橫梁一端需先穿過桁架的大方格，然后使另一端插入三角形格，再將大方格的一端移至欲裝處就位安裝。

（4）橋面系統(tǒng)的安裝，一般與其它各項工作同時進行?？v梁、橋面板可從橋梁兩側桁架空格處送進鋪裝。但如為減輕橋架的重量，上述部件待桁架完成推出后，再安裝亦無困難。

（5）對于橋上暫不安裝的部件，在橋梁座落后再予安裝。橋尾燈平衡重亦必須按需要加上。

（6）在橫梁、斜撐、支撐架裝好后，方能將橫梁夾具及抗風拉桿擰緊。

（7）任何部件遇到安裝困難時，應查明原因，不可強行上裝。

（8）插銷子時要注意，保險插銷孔要橫放，便于插保險插銷。

（9）拼裝鼻架時，如有必要接下弦接頭，不可忘記在決定加入之節(jié)點，加裝進去。

（10）前后各格桁架都必須隨時注意調整，保持成一直線，不得有彎折現(xiàn)象。為此，各格抗風拉桿之松緊及長度應保持一致，桁架末節(jié)之端柱，應在桁架推過所有平滾之后才予以裝上。一方面避免桁架推出時受平滾所阻，另一方面防止推力過大，橋尾滑出搖滾之外。

4.4 上層桁架的安裝

上層桁架宜采用機械吊裝，地形不允許或缺乏機械時，可利用扒桿吊裝，應用扒桿吊裝上層桁架，需配備幾根木扒桿、滑輪、攬風繩和卷揚機，在預先架好的下層桁架上，利用扒桿可一次將一排上層桁架裝上，較大跨徑分幾次亦即完成，但是該法需綁架扒桿與攬風繩、纏繞牽引拉索等額外時間，所以假設速度較慢。

（1）將兩根扒桿分別豎立在正橋1/4處的第一與第二排底層桁架間或橋內側，必要時可輔以攬風繩，扒桿上端以鋼繩綁上一個多片滑輪，最后系在其中一個滑輪上。

（2）用另一鋼絲繩，其一端引向卷揚機，另一端通過導向滑輪穿過桿上端的多片滑輪與起吊滑輪，最后系在其中一個滑輪上。

（3）在桁架外側地面上或內側橋面上，各拼裝單排桁架。

（4）起吊滑輪通過短鋼絲繩與預先拼裝好的桁架1/4處的上弦桿節(jié)點連接起來。

（5）用卷揚機吊起桁架，使下弦高出底層桁架少許，對準弦桿螺栓孔后，從跨中向兩端依次插入桁架螺栓。

（6）安裝支撐架及聯(lián)板，并旋緊桁架螺栓。

5 在狹窄橋頭的拼裝方法

若遇橋頭地形狹窄，橋梁在拼裝完成之前即須向前推進，此時在河流上空之鼻架必向下彎曲，使在平滾上的桁架有向上拱起之趨勢，上弦各處不能保持水平，致使上層桁架之上部銷子的安裝發(fā)生困難，但在曲線的反彎點附近略成水平，易將上部銷子插入，因此上層桁架即利用此反彎點進行拼裝，桁架可在較后節(jié)點下層桁架上安裝，先插桁架螺栓及下旋銷子，待該桁架推到反彎點附近在裝上弦銷子。

6 橋梁的推出

橋梁推出時用力務必均勻，以減少懸空部分的振動。推進方向嚴格掌握，如發(fā)現(xiàn)偏差應立即糾正，特別在桁架接近平衡點容易轉動時，可采用撥動尾部的辦法徹底對正。

橋梁的推出可完全利用人力，也可用動力拖拉。根據(jù)試驗資料，橋梁推出時，產生在滾軸上的摩阻系數(shù)約在0.1～0.15之間。人力推出具有準備工作簡單、容易控制推出進度、速度快、不需配置牽引設備的優(yōu)點。但它只能用于推出重量較輕的小跨徑橋梁，而且往往由于兩旁施力不易均衡，橋梁容易偏向。因此，指揮員必須時刻注意橋梁的推出方向，隨時加以調整。當人力無法推動時，可用撬棍在橋后協(xié)助撬動，但不能用力過大，以免將橫梁拆彎或破壞橫梁夾具。隨著橋梁向前推出，容納推橋人員的地方越來越小，至最后快要就位時，橋梁幾乎無施力之處。因此，利用人力推出時，最好采用推拉結合，將一部分人員調至對岸，通過繩索協(xié)同推出岸人員拉橋前進。

7 橋梁的座落

橋梁座落用普通千斤頂在橋梁下弦，其位置最好在桁架弦桿與腹桿交點，千斤頂與弦桿之間放一塊厚木板，將壓力平均傳布到弦桿底兩個槽鋼上。不可把千斤頂頂在一根槽鋼上，更不可讓該槽鋼翼緣單獨承受千斤頂?shù)牧α?。在一般情況下千斤頂應座在墊木上，將橋梁的壓力分布在較大的地面上，千斤頂與墊木的高度，應根據(jù)橋梁的降距及千斤頂?shù)男谐潭ǎ詈笫箻蛄耗芤淮巫洹?/p>

8 引橋

橋梁座落工作完成后，即開始鋪設引橋，連接橋梁與路堤的引橋，其縱坡不宜過大，由于橋面高于座板底面70cm，在一般情況下，應將地基開挖，降低橋梁底部標高，盡量使引橋保持較緩的坡度。引橋可用一節(jié)亦可用兩節(jié)，視地形與引橋需要保持的縱坡而定。只有一節(jié)引橋時，其與橋梁相接之一端支撐于端桁架上，其與河岸連接之一端，支于枕木上，枕木長度等于引橋寬度。若用兩節(jié)引橋時，則與中間加一根橫梁，中橫梁至橋座中心之距離：推出岸為2.77m，對岸為3.14m，中橫梁用4個搭板支座支撐，以防止傾倒，每對搭板支座下平放三根23m×10cm×200cm的墊木。

9 橋梁荷載試驗

貝雷橋安裝完成后即進行荷載試驗，如未達到汽-20級荷載規(guī)定，不得使用。荷載試驗詳見《導流洞出口施工橋荷載試驗方案》。

10 結論與展望

從貝蕾橋早期主要應用于軍事上到現(xiàn)在的廣泛應用，體現(xiàn)了貝蕾橋的巨大使用價值，由于其主要特點模塊化，同時具備承載能力大，結構剛性強，疲勞壽命長等優(yōu)點，根據(jù)實際需要組成各種類型和各種用途的臨時橋，應急橋和固定橋，具有構件少，重量輕，成本低的特點，用專用的安裝設備即可就地迅速拼裝完成，在各個領域做出了巨大的貢獻。相信在以后的施工、生活中貝蕾橋將會更加廣泛應用，在各個領域里經(jīng)過不斷的改革創(chuàng)新，它的價值也會更加完美的體現(xiàn)。