李家?guī)r水庫導流洞工程貝雷鋼桁架橋安裝及拆除施工技術

路富朝

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概況

李家?guī)r水庫導流洞工程現(xiàn)有景區(qū)公路位于左岸，導流洞位于右岸，下游已有一座交通橋，上游無交通通行設施。為便于導流洞進口、洞室部位出渣和后期混凝土運輸，在導流洞進口上游323m處修建一座溝通左右岸交通的施工臨時貝雷鋼桁架橋。

2 安裝關鍵技術

2.1 貝雷鋼桁架橋參數(shù)設計

(1)橋梁位置：導流洞進口上游約323m處。

(2)橋梁型式：貝雷鋼桁架橋。

(3)高程：貝雷橋防洪標準40年一遇，橋址處相應流量為1270m3/s，水位高程670.00m，貝雷橋橋面設計高程為676.00m。

(4)基礎結構：混凝土擴大基礎橋臺。

(5)上部鋼橋結構：321型60m(30m×2)6排單層加強結構。

(6)橋寬要求：橋寬5m，車道凈寬4.8m。

(7)設計行車速度：5km/h。

(8)設計荷載：汽車-60t。

(9)橋上縱橫坡：0%。

表1 施工臨時貝雷橋特性

2.2 貝雷鋼桁架橋設計

2.2.1 主梁桁架的設計與計算

(1)系數(shù)計算：恒載取1.2，活載取1.4。

(2)恒載：①已知60m跨橋重約為：95.3t，可知自重恒載值為15.88kN/m；②均布荷載：彎矩M靜=q×L2/8=15.88×302/8=1787kN·m，剪力Q靜=q×L/2=15.88×30/2=238kN。

(3)活荷載：已知活荷載為：汽車-60t，為了簡化計算，汽車荷載視為集中荷載。①主梁最大彎矩：Mmax=1.4×M活+1.2×M靜=1.4×4500+1.2×1787=8445kN·m；②主梁最大剪力：Qmax=1.4×Q活+1.2×Q靜=1.4×600+1.2×238=1127kN。

(4)安全測算：

[M]=1687×6=10122kN·m，Mmax<[M]

[Q]=245×6=1470kN，Qmax<[Q]

此計算為簡化計算，將其中30m跨視為簡支梁，進行校核。

2.2.2 貝雷橋橋墩配筋率

(1)0#、2#橋墩配筋率驗算：鋼筋表面積S1鋼=鋼筋直徑×受力面長度=2.94m×0.016m×31根=1.458m2；橋墩受力表面積S1混=橋墩長度×橋墩高度=2.94m×6m=17.64m2；橋墩配筋率=1.458÷17.64=8%>0.2%滿足規(guī)范要求；鋼筋表面積S2鋼=鋼筋直徑×受力面長度=2.76m×0.016m×31根=1.369m2；橋墩受力表面積S2混=橋墩長度×橋墩高度=2.76m×6m=16.56m2；橋墩配筋率=1.369÷16.56=8%>0.2%，滿足規(guī)范要求。

(2)1#橋墩配筋率驗算：鋼筋表面積S1鋼=鋼筋直徑×受力面長度=3.11m×0.016m×31根=1.542m2；橋墩受力表面積S1混=橋墩長度×橋墩高度=3.11m×6m=18.66m2；橋墩配筋率=1.542÷18.66=8%>0.2%，滿足規(guī)范要求。

2.3 貝雷鋼桁架橋施工技術

2.3.1 橋墩基礎開挖支護

(1)測量放樣

采用TCR802全站儀對貝雷橋軸線及三個橋墩位置進行準確放樣定位。

(2)覆蓋層清理

基礎開挖前采用反鏟修建一條臨時施工便道至河床，對橋墩基礎位置采用反鏟挖除覆蓋層，由人工配合清底刷坡。開挖料就近堆放在河床邊，對能利用的石料進行收集，便于進行臺背回填。

(3)基礎開挖

采用鑿巖機對橋墩部位的風化巖層進行鑿除處理，開挖深度0.5m，寬度2.0m～4.0m，長度6.0m。

(4)錨桿施工

橋墩基礎采用φ28mm砂漿錨桿，長度4.5m；砂漿錨桿孔徑50mm。橋墩基礎開挖完成后進行驗收，驗收合格后進行橋墩基礎錨桿施工，錨桿孔采用YT-28型手風鉆鉆孔，孔深3.5m，錨桿長4.5m，外露1.0m。錨桿采用先注漿后插桿的工藝施工。

2.3.2 混凝土橋墩施工

(1)測量放樣

采用TCR802全站儀對貝橋墩邊線、模板邊線及高程等施工參數(shù)通過放樣確定，模板安裝過程中檢查模板的垂直度情況等。

(2)鋼筋制安

橋墩鋼筋分為構造鋼筋和箍筋，分別采用φ20螺紋鋼和φ16螺紋鋼。構造鋼筋間排距為20cm×20cm，箍筋間距為20cm，墩基礎錨桿間排距為50cm×100cm梅花形布置。鋼筋安裝前，測量人員現(xiàn)場放線放樣，施工人員采用油漆在基巖上標記出鋼筋間排距。根據設計圖紙將主筋綁扎成型后再綁扎箍筋。

(3)模板安裝

①橋墩模板以組合鋼模板為主，輔以木模，人工安裝。模板表面清理、平整。施工前先測量放樣，根據基巖上已放好的控制點立設模板。

②外側使用鋼管將模板連成整體，提高模板剛度。模板間采用U型卡連接，相鄰模板間連接不少于4道。為防止模板位移和變形，模板采用內拉外撐加固。模板圍檁均采用腳手架鋼管，通過14#鐵絲綁扎。轉角連接處，采用木板補縫。

(4)混凝土澆筑

①混凝土采用商品混凝土進行澆筑，12m3攪拌車運輸至現(xiàn)場，采用輪式反鏟及溜槽輔助入倉澆筑，φ50插入式軟管振搗器振搗。

②混凝土進行分層澆筑，為防止混凝土離析，澆筑每層不超過50cm。振動棒要垂直地插入混凝土內，并要插至下一層混凝土5cm～10cm，保證前后兩次的混凝土結合良好，振搗布點要均勻，不能漏振和過振。

③澆注過程中發(fā)現(xiàn)模板有偏差變形時，及時糾正。收倉時通過測量放樣控制橋墩墩頂高程。

④技術人員對混凝土表面進行抹面收光。

⑤混凝土初凝后，對混凝土進行養(yǎng)生，上覆草簾灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護期內保持混凝土持續(xù)濕潤狀態(tài)，待混凝土達到一定的強度后進行模板拆卸。

(5)模板拆除

拆模作業(yè)使用專門工具，并采取適當?shù)拇胧?，同時要避免對混凝土的損傷。

2.3.3 臺背回填

采用C30混凝土填充臺背與蓋板間的空隙，當其強度達到設計強度的85%以上，方可進行臺背填土?；靥铐毞謱犹钪⒎謱幽雺?，保證壓實度不小于95%。

2.3.4 橋身安裝

(1)主要施工工序

(2)基礎復測

采用TCR802全站儀對橋墩基礎預埋件進行測量，畫出測量平面圖與施工圖進行比較。

(3)貝雷橋結構安裝

①將貝雷片用貝雷銷對接起來，接成30m長的貝雷梁待用；

②用50t汽車吊將拼裝完的30m貝雷梁吊裝上0-1#跨，如有必要用風攬將貝雷片左右收緊固定牢靠；

圖2 貝雷梁安裝示意

③用支撐架將安裝好的三組貝雷片固定，完成第一跨貝雷梁的安裝；

④橫梁的鋪裝：橫梁每節(jié)4根，間隔750mm均布于貝雷梁上弦桿橫橋方向，定位后與上弦桿焊接牢靠，焊縫6mm。

圖3 橫梁安裝示意

2.3.5 橋面鋪裝

縱梁為[14×6m/根，間隔195mm順橋方向均布于橫梁上翼板，與橫梁上翼板焊接牢靠，焊縫4mm。

2.3.6 欄桿安裝

根據設計圖紙，對鋼管φ48×3.5mm進行下料，同橫梁焊接，接頭處對接焊牢。

2.3.7 第二跨貝雷橋結構安裝

(1)在第一跨鋼橋貝雷梁安裝就位后，可以在第一跨橫梁安裝的同時對第二跨鋼橋的貝雷梁同步進行安裝。

(2)用汽車吊吊裝與第一跨貝雷梁對接。

(3)按照第一跨貝雷架的架設順序和步驟完成其余貝雷梁的吊裝，橫梁、縱梁、橋面板、欄桿的安裝，檢查后完成第二跨鋼橋的安裝施工。

2.4 質量安全保證措施

2.4.1 質量保證措施

(1)橋墩基礎一定要挖至基巖；

(2)施工過程中，保證鋼筋制安及混凝土澆筑質量。

2.4.2 安全防護措施

(1)現(xiàn)場人員正確佩戴勞保用品(安全帽等)；

(2)施工區(qū)域內禁止非施工人員停留在現(xiàn)場，對交通進行管制；

(3)橋身兩側掛安全防護網。

2.5 橋梁的使用和維護

(1)在橋梁兩端應設限重和限速標牌；

(2)有條件的可以在兩端和跨中設置照明設備；

(3)定期檢查各結構件是否變形；焊縫是否有脫焊現(xiàn)象；貝雷連接銷的保險銷、各種螺栓有無松動、缺失等；

(4)定期監(jiān)測鋼橋兩端和中墩地基沉降情況；

(5)定期檢查橋梁運行情況。

3 拆除施工工藝

3.1 貝雷橋拆除工藝流程

施工準備→橋墩破除→檢查貝雷橋基礎→牽引安裝氣囊→調整浮力→固定橋體→割除護欄→橋面拆除→分配橫梁拆除→貝雷梁(片)拆除→裝車→場地移交。

3.2 貝雷橋拆除順序及方法

由于貝雷橋無法滿足施工現(xiàn)場需要要求，為了消除安全隱患，對現(xiàn)有李家?guī)r水庫臨時貝雷橋進行拆除工作。棧橋的拆除工作與貝雷橋的搭設工作順序基本相反。施工順序及方法為：

(1)施工準備：對擬拆除貝雷橋進行現(xiàn)場踏勘和數(shù)據核對，組織施工作業(yè)人員進行安全技術交底培訓，對擬投入設備進行安全檢查及故障檢修、排查，確保施工順利進行。

(2)橋墩破除：貝雷橋兩側橋墩采用現(xiàn)代R215-7225型號挖掘機攜帶破碎頭對兩端頭U型混凝土橋墩進行破碎，先破碎導流洞端(右側)，然后破碎靠公路端(左側)，破碎后混凝土建渣及時清理，為貝雷橋浮升提供空間。

(3)檢查貝雷橋基礎：安排專業(yè)潛水員潛入橋下，核查橋體與橋墩是否有鏈接并清理鏈接處，確保橋體完全脫離橋墩(檢查破碎的U型橋面混凝土是否對貝雷片進行卡壓；檢查橋墩預留鋼筋是否與貝雷橋焊接鏈接，如有使用水下焊接，需對鏈接鋼筋進行斷開)。

(4)牽引安裝氣囊：由于橋體是平整放置在三個橋墩，中間跨距為兩段25m～28m跨距。擬采用10條6m×1.2m船廠專用氣囊進行浮升貝雷橋，方法為潛水員逐個將氣囊按照上游至下游的順序，利用繩索進行牽引，牽引時可以利用挖掘機等設備輔助氣囊投放。每段橋分置5個氣囊、共計10個。氣囊兩端固定在貝雷橋兩側下端，固定滿足氣囊浮升條件。

(5)調整浮力：采用空氣注入方法，依次逐個進行加注，加注時按多次注入方法進行，待氣囊完全支持貝雷橋直至浮出水面。

(6)固定橋體：貝雷橋浮升至水面后，采用牽引繩將橋體固定在公路端。

(7)拆除時采取逐段進行，每6m為一段，拆除完一段后固定好進行下一段拆除，由于浮力原因，拆除一段后使用挖掘機或者吊車將剩余橋體牽引至路邊再次固定。

(8)拆除護欄：采用通用氧氣、乙炔進行切割，切割長短符合裝車要求。拆除時使用挖掘機或者吊車進行掉轉至岸邊堆場。

(9)橋面拆除：橋面C型鋼采用氧氣、乙炔進行拆除，拆除為3m/段，拆除時使用挖掘機或者吊車進行掉轉至岸邊堆場。

(10)分配橫梁拆除：工字鋼橫梁采用氧氣、乙炔進行拆除，每一根單獨拆除，拆除時使用挖掘機或者吊車進行掉轉至岸邊堆場。

(11)貝雷梁(片)拆除：貝雷梁采用氧氣、乙炔先對貝雷片交叉連接橫擔進行拆除，逐片利用吊車或者挖掘機進行拆除。

(12)裝車：對拆除橋體進行裝車，裝車要求符合國家道路運輸規(guī)范。

(13)場地整理，場地移交。

3.3 專項作業(yè)安全規(guī)范要求

3.3.1 切割作業(yè)

(1)遵守各項安全操作規(guī)程及制度，按規(guī)定穿戴好勞動防護用品。

(2)身體健康，經專門培訓考試合格，取得操作證方可上崗。

(3)必須熟識切割機具的性能和有關電器及防火安全知識。

(4)嚴禁在易燃易爆場所和盛裝有可燃液體或氣體的容器上切割。

(5)火源(火點)、乙炔瓶、氧氣瓶三者間距大于或等于10m。

(6)工作中斷或停止作業(yè)，必須先關乙炔開關，后關閉氧氣開關。

3.3.2 起重作業(yè)

(1)工作前將任務、施工環(huán)境、道路狀況等了解清楚，確定安全可靠的工作方法，然后進行施工。

(2)工作前應根據物件的重量、體積、形狀、種類，選用適宜的運輸方法，運輸大件應符合交通規(guī)則規(guī)定的拖帶條件，配備指揮車，并事先規(guī)定前后車輛的聯(lián)絡信號，還必須懸掛明顯標志(紅旗、紅燈)。

(3)各種物件正式起吊前應先離地面5cm～8cm試吊并進行檢查，確認可靠后方可正式起吊。

(4)吊運時必須保持物件重心平穩(wěn)，吊鉤的起升繩應保持垂直，拆除鋼絲繩夾角不得大于60°，不得在傾斜狀態(tài)下或吊離地面時拖拉重物，如發(fā)現(xiàn)捆綁松動或吊裝工具發(fā)生異樣、怪聲，應立即停車進行檢查。

(5)捆綁尖棱的構件，應用軟物包墊或襯以弧形墊板，以免繩索被構件棱角磨損拆斷，捆卸完畢必須檢查是否牢固。

4 結語

貝雷鋼桁架橋施工技術是水利水電、公路工程建設過程中經常采用的臨時橋梁施工技術，通過臨時貝雷鋼桁架橋的施工，加快施工進度，節(jié)約道路運輸成本，降低工程建設成本，其經濟性、安全性、便捷性良好，可供類似工程借鑒使用。