懸臂推出法在國際項目貝雷橋架橋中的應用

【摘 要】隨著國際水電市場的開發，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。

【關鍵詞】貝雷橋；懸臂推出法；施工；應用

1. 工程概況

幾內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，在法國橋下游側設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. 貝雷橋架設施工方案

2.1 架橋施工方案確定

貝雷橋屬多跨結構，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，大型起重設備無法進入施工現場，確定采用“懸臂推出法”進行貝雷橋架設。

2.2 施工條件

結合現場地形條件，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。左岸現有施工道路經回填后，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在左岸。

將左岸橋頭左側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在拼裝場地兩側，高程113.00m，兩側總寬度約30m。左側平臺與設計道路連接，坡比為9%。

右岸橋頭為牽引場地平臺，長度30m，高程115.00，采用原設計路線。

2.3 橋梁架設基本參數及導梁強度計算

結合裝配式公路鋼橋的架設要求，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。橋梁計算主要參數如下：

橋梁單跨33m，由11 個單元節組合而成。為減少拼裝時配重使用量，提高裝配效率，橋梁安裝采用7 節單排導梁，第一節導梁前端加裝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，即平衡力矩大于傾覆力矩。經計算得出，橋梁推出時，導梁搭上第一個中墩平滾前，在不加任何配重的情況下，左岸搖滾左側須有7 節正橋（每節安裝一塊橋面板）的保障節。推移時，搖滾左側節間大于右側節間即可滿足穩定要求。為減少推移阻力，正橋拼裝時，在每節正橋上只安裝中間的一塊橋面板，并相互錯開。

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

從上表得知，第三節導梁端頭搭上平滾后，不能繼續推移，需繼續拼裝正橋，使橋梁推移后左岸搖滾后保持相應的正橋節間。如下圖：

導梁全部越過中墩搖滾后，整個橋梁方可大幅推進。

導梁拼裝推出搖滾后，呈懸臂結構，搭上第一中墩搖滾前，跨度達33m，橋身自重會產生53cm 的撓度。為順利搭上中墩平滾，將下弦接頭安裝在導梁的第二，第三節間，使導梁頭部抬高78～80cm。在每節導梁上中部鋪設兩塊馬道板，形成人形通道。在導梁到達中墩上空時，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：現場平整→標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、調整→右岸滑輪安裝→導梁及正橋拼裝→橋梁推/拖移→正橋拼裝拖移→導梁全部越過中墩平滾→正橋拼裝，大幅拖移→橋梁就位，拆除導梁→落橋→橋面板安裝，緊固→吊裝側壓擋墻→左右岸橋頭回填。

3.1 施工方法及操作要點

（1）安裝現場碾壓平整，平面高程與橋臺同高；

（2）現場測定橋梁縱軸線。根據軸線在右橋臺預埋板上安置定滑輪。引出橋梁兩側一、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。考慮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。每組輥子頂面高程橫向誤差在0～3mm內；平滾頂面與搖滾頂面高程誤差在0～10mm內；

（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生滑移），且所有同組平滾頂面在同一平面內。考慮到場地開闊，可多布置平滾，以增大搖滾后桁架的安裝節間。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）橋跨導梁采用7 節，先進行導梁拼裝，在導梁第2、3 節間安裝下弦接頭。導梁拼裝完成后，拼裝正橋兩節，每節正橋中部錯開布設一塊橋面板，裝載機向前推移橋梁4 節后，繼續正橋安裝；

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

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

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

（8）嚴格按TSR321 型公路鋼橋安裝工藝拼裝鋼橋。拼裝過程中，安裝前一節桁架的抗風拉桿，須在后一節的橫梁和斜撐安裝后進行，以防引起桁架的橫向變位。安裝連接構件時，前一節的斜撐和抗風拉桿可先安裝就位，但不擰緊，待下一節橫梁裝好后，再全部擰緊；抗風拉桿擰緊時，調節螺栓須頂到長度指示塊；

（9）橋梁拖移依靠右岸推土機牽引，牽引繩穿過預設定滑輪，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，并統一旗哨指揮，嚴格控制推拉速度，用力均勻、緩慢而平穩；

（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”架橋安全技術措施

（1）拼裝階段安全措施

1）現場技術人員全程監督，確保左橋臺搖滾后保障節的節間數，使橋梁平衡力矩始終大于傾覆力矩。

2）根據搖滾后安裝場地長度，盡可能多拼裝橋梁節間數。

3）橋梁正橋到達右岸橋墩前，在正橋最后一節（第77 節）尾端增設一節雙排導梁，防止推進過猛使橋梁滑出左岸搖滾。可在安裝橋頭端柱時拆除。

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，高空作業人員掛設安全帶。

（2）推移過程安全措施

1）復查橋梁結構的螺絲緊固情況，符合要求方可拖移。

2）推進橋梁時，統一旗哨指揮，左岸橋臺點位、導梁到達中墩點位，右岸拖移設備點位等重要點位設專人監管。

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，人員須站在偏轉半徑外。發生偏轉，及時停止拖移，倒換鋼絲繩牽引點，調正方向后方可繼續。

4）承接導梁的中墩部位，設專職人員，協助導梁準確落在輥子上，發生偏移，可用撬杠撥動導梁。左岸搖滾兩側各設專職人員一名，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。一側降落后，用同種方法再降低另一側。

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。

4）各千斤頂的降落度要一致，以免橋梁發生扭曲。不得在千斤頂頂起時進行橋梁結構的其它操作。

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

6）嚴禁用千斤頂頂升橫梁。落橋完成后，再進行橋梁其它剩余結構的操作。

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. 結語

幾內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”，結合杠桿原理推移橋梁，利用普通設備，實現了貝雷橋的快速安全架設施工，比原計劃提前一周完成，并節約了成本投入。該方法技術合理，簡便易行，經濟和社會效益明顯，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與管理工作。endprint