貝雷橋在觀音巖水電站GIS樓施工中的運(yùn)用

羅 冉，劉建波

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司第三分局，四川 郫縣，611730)

貝雷橋在觀音巖水電站GIS樓施工中的運(yùn)用

羅 冉，劉建波

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司第三分局，四川 郫縣，611730)

觀音巖水電站廠房標(biāo)上游副廠房GIS樓頂部梁板結(jié)構(gòu)，采用鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工，施工過(guò)程中受相鄰標(biāo)干擾及供圖滯后的影響，現(xiàn)場(chǎng)施工趕工難度極為嚴(yán)峻。利用貝雷橋梁板混凝土，加快了施工進(jìn)度，通過(guò)理論分析、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，開(kāi)發(fā)成套頂板混凝土趕工新技術(shù)，提高施工技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)新材料新技術(shù)在水工混凝土施工中的創(chuàng)新應(yīng)用，為類(lèi)似工程的趕工帶來(lái)良好的施工方法。

貝雷橋 上游副廠房 GIS樓 現(xiàn)澆板梁混凝土 觀音巖水電站

1 概述

觀音巖水電站16#～21#壩段上游副廠房1062.2m高程頂板混凝土，順?biāo)鞣较蛟O(shè)有700mm×1600mm主梁，通過(guò)上、下游墻布置的800mm×1500mm立柱支撐，上下游總跨度為16m，布置間距2.4m～7.05m不等；垂直水流方向設(shè)有次梁400mm×900mm，間距2.5m～3m不等，共設(shè)有5道。頂板混凝土厚度均為300mm。

屋頂層下部為高程1047.2mGIS廳樓板層，與頂板混凝土垂直高差達(dá)14.7m，如采用滿(mǎn)堂架施工，則需投入1500t架管及支撐材料，搭設(shè)工作量大，施工工期長(zhǎng)。上游副廠房施工工期壓縮極為嚴(yán)重，采用貝雷橋的施工方案，可有效縮短施工工期，加快上游副廠房趕工速度，確保2014年完成各項(xiàng)重大節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。貝雷橋支撐系統(tǒng)見(jiàn)圖1所示。

圖1 貝雷橋支撐系統(tǒng)

2 貝雷橋受力計(jì)算與選型

2.1 貝雷橋荷載計(jì)算

2.1.1 荷載統(tǒng)計(jì)

在此取受力最大主梁處的貝雷橋?yàn)槔鳛橛?jì)算對(duì)象，主梁含混凝土厚度為1.6m，且選取左右跨度最大的貝雷橋，由平面布置圖可知，次梁及板的寬度取3.8m，主梁尺寸為0.7m×1.6m，上、下游跨度為16m。具體荷載如下：

2.1.1.1 永久荷載Gk

(1)主梁混凝土G3k=27×16×0.7×1.6=483.84kN

(2)次梁混凝土(除去主梁寬度0.7m)：G2k=27×0.4×0.9×(3.8-0.7)×5=150.66kN

(3)板混凝土上下游寬度16m(除去主梁、次梁)，G1k=27×0.3×3.1×14=351.54kN

(4)模板G1k=0.5×16×3.8=30.4kN

(5)下部鋼管、工字鋼、扣件等支撐自重G1k=1.5×16×3.8=91.2kN

則Gk=(483.84+150.66+351.54+30.4+91.2)/16=69.2kN/m

2.1.1.2 可變荷載Qk

(1)振動(dòng)荷載Q1k=2kN/m2，人員及設(shè)備Q2k=1kN/m2，故Qk=3kN/m2

2.1.1.3 動(dòng)荷載系數(shù)取1.2，則支撐架沿梁跨度方向荷載q=1.2×(Gk+Qk)=86.643kN/m

2.1.2 彎矩、剪力驗(yàn)算

將桁架整體作為研究對(duì)像，由均布荷載計(jì)算公式，最大彎矩為：

最大剪力為86.64×15/2=649.8kN<698kN。

查廠家提供的桁架結(jié)構(gòu)容許內(nèi)力表1可知，選用加強(qiáng)型橋梁三排單層滿(mǎn)足總體彎矩和剪力計(jì)算要求，彎矩安全系數(shù)為4809.4/2632.5=1.97，剪力安全系數(shù)698/649.8=1.07。

表1 桁架結(jié)構(gòu)容許內(nèi)力

另經(jīng)計(jì)算，在不含主梁處需雙排單層加強(qiáng)型貝雷橋，可滿(mǎn)足計(jì)算要求。

還需進(jìn)行貝雷橋下部橋機(jī)梁受力安全復(fù)核，及橋機(jī)梁下部牛腿受力安全復(fù)核。經(jīng)復(fù)核，貝雷橋下部橋機(jī)梁最大跨度需增加支撐柱，牛腿符合要求不需進(jìn)行處理，以上常規(guī)計(jì)算在此不在贅述。

3 貝雷橋安裝及拆除施工

3.1 貝雷橋安裝方案

3.1.1 桁架拼裝

桁架構(gòu)件的材料為16Mn，每片桁架重270kg。桁架由上、下弦桿、豎桿及斜桿焊接而成,上下弦桿的端部有陰陽(yáng)接頭，接頭上有桁架連接銷(xiāo)孔。桁架的弦桿由兩根10#槽鋼(背靠背)組合而成，在下弦桿上，焊有多塊帶圓孔的鋼板，在上、下弦桿內(nèi)有供與加強(qiáng)弦桿和雙層桁架連接的螺栓孔，在上弦桿內(nèi)還有供連接支撐架用的四個(gè)螺栓孔，其中間的兩個(gè)孔是供雙排或多排桁架同節(jié)間連接用的，靠?jī)啥说膬蓚€(gè)孔是跨節(jié)間連接用的。多排桁架作梁或柱使用時(shí)，必須用支撐架加固上下兩節(jié)桁架的接合部。

在下弦桿上，設(shè)有4塊橫梁墊板，其上方有凸榫，用以固定橫梁在平面上的位置：在下弦桿的端部槽鋼的腹板上還設(shè)有兩個(gè)橢圓孔，供連接抗風(fēng)拉桿使用。桁架豎桿均用8#工字鋼制成，在豎桿靠下弦桿一側(cè)開(kāi)有一個(gè)方孔，供橫梁夾具固定橫梁時(shí)使用。

3.1.2 桁架連接銷(xiāo)及保險(xiǎn)銷(xiāo)

桁架連接銷(xiāo)供連接相鄰兩桁架用，在錐度一端有一個(gè)插保險(xiǎn)銷(xiāo)用的小孔。

圖2 桁架組裝

3.1.3 加強(qiáng)弦桿

加強(qiáng)桁架弦桿的承載能力材料、斷面與桁架上弦桿相同構(gòu)造，除弦桿螺栓孔座板與桁架弦桿上孔的座板高低位置不同外，余均如圖3所示。

圖3 加強(qiáng)弦桿

一根加強(qiáng)弦桿用兩根弦桿螺栓(M36×18mm)與桁架弦桿相連。

3.1.4 桁架吊裝計(jì)算與分析

預(yù)先在倉(cāng)庫(kù)將貝雷橋拼裝成15m長(zhǎng)的單元結(jié)構(gòu)，用平板車(chē)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。其中，主梁下三排單層加強(qiáng)型15m×1m×1.6m(長(zhǎng)×寬×高)，非主梁下雙排單層加強(qiáng)型15m×0.45m×1.6m(長(zhǎng)×寬×高)。利用30t輻射式纜機(jī)作為垂直吊裝手段，將貝雷橋吊至指定安裝位置，貝雷橋重量為4t。

根據(jù)貝雷橋樣式，吊點(diǎn)設(shè)在貝雷橋中間排，距貝雷橋兩端頭均為1.5m處。

圖4 三排單層加強(qiáng)型貝雷橋吊裝示意

鋼繩最大受力Qmax=40/(2×sin45°)=28.3kN；

吊繩與預(yù)制件水平夾角大于45°，安全系數(shù)取6；

鋼繩最小截面積Amin=28.3×6/1470=116mm2

使用直徑20mm的鋼絲繩面積為：3.14×10×10=314mm2>116mm2。

3.2 貝雷橋拆除方案

在施工梁板頂部模板時(shí)，在最靠近15#壩段主梁處提前預(yù)埋1道φ28mm圓鋼吊環(huán)。

在上部結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到28d齡期后，首先拆除上部模板、支撐架管等材料，再進(jìn)行貝雷橋

的拆除。

拆除時(shí)利用千斤頂將貝雷橋頂起后放于自制的移動(dòng)小車(chē)上，人工將貝雷橋推運(yùn)至16#壩段吊環(huán)處，然后利用15#壩段頂部布置的1臺(tái)8t卷?yè)P(yáng)機(jī)和鋼絲繩，將貝雷橋下放至底部1047.2m高程平臺(tái)，拆解為單元后搬運(yùn)出GIS樓。

圖5 φ28圓鋼吊環(huán)(單位mm)

貝雷橋拆除方法：利用貝雷橋下已搭設(shè)形成的桁架體系作為操作平臺(tái)，首先將貝雷橋拆卸成上游9m+下游6m兩個(gè)單元，然后利用定滑輪起吊、挪位、旋轉(zhuǎn)、下放、解體；若貝雷橋間水平轉(zhuǎn)動(dòng)空間不夠時(shí)，可利用手拉葫蘆水平移動(dòng)貝雷橋至開(kāi)闊部位，保證貝雷橋間有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)距離，將貝雷橋起吊下放至1041.7m高程樓層，拆除成單榀后，再通過(guò)中控樓端部預(yù)留的磚砌體墻體搬運(yùn)至主變平臺(tái)或回車(chē)場(chǎng)集中堆放，然后裝車(chē)退廠。

4 結(jié)語(yǔ)

觀音巖電站上游副廠房GIS樓頂層已施工完成，過(guò)程中解決好了貝雷橋架搭設(shè)施工與混凝土設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之間的各類(lèi)技術(shù)問(wèn)題，保證兩者兼容。類(lèi)似上游副廠房GIS樓這種大跨度梁板復(fù)雜結(jié)構(gòu)，采用貝雷橋架支撐施工是可行的。貝雷橋在上游副廠房GIS樓頂層的成功應(yīng)用，也是水電七局在觀音巖水電站施工的一大技術(shù)突破，并且對(duì)類(lèi)似的工程具有較好的參考價(jià)值。

羅 冉(1987.5-)，男，水利水電工程專(zhuān)業(yè)，工程師，從事技術(shù)管理工作。

TU758.11

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2095-1809(2016)03-0015-03