CB200 型貝雷橋安裝施工技術應用

翟景科 吳川花

中國水利水電第十一工程局有限公司（450000）

1 工程概況

圣巴勃羅水電站位于哥斯達黎加Tarcoles 河上， 壩址距離哥斯達黎加首都圣何塞約1 h 的車程，壩址上游控制流域面積約1 708.5 km2。 電站樞紐主要由擋水建筑物、泄水建筑物、左岸輸水系統和左岸地面廠房等組成。

2 修建貝雷橋的目的及說明

2.1 修建貝雷橋的目的

本工程拌和系統、加工廠、物資部、試驗室等臨建設施布置在右岸場地，項目營地、生活區、機電倉庫等臨建設施布置在左岸場地，工程發電引水系統及廠房設計在左岸。為了保證施工期間左岸和右岸的交通順暢，在大壩下游擬修建一座CB200 型貝雷橋。

2.2 貝雷橋說明

根據現場實際情況及地質條件，貝雷橋橋址設計在大壩壩軸線下游約380 m 處。貝雷橋橋面高程按照20 年一遇標準設計， 貝雷橋橋面高程擬定為EL160.0 m。 貝雷橋設計單向單車通行， 橋面凈寬4.2 m，總長51.816 m，貝雷橋為鋼結構橋梁，自重113.1 t，設計荷載50 t，限速15 km/h。 貝雷橋橋墩采用鋼筋混凝土結構，混凝土強度等級為25 MPa。橋墩高13 m，寬度8 m，橋墩臺帽預留二期混凝土，二期混凝土強度等級為30 MPa。

2.3 主要工程量

混凝土澆筑736 m3，鋼筋制作安裝15.11 t，錨桿安裝（4 m）81 根，砂礫石填筑8 000 m3，鋼筋石籠700 m3，貝雷橋安裝113.1 t。

3 橋墩施工

3.1 橋墩基礎處理及開挖

橋墩基礎開挖采用反鏟開挖，開挖面大片孤石區域采用液壓錘進行破碎，開挖后的石渣回填左、右岸施工道路。

3.2 橋墩混凝土施工

橋墩基礎開挖完成并經驗收合格后，開始貝雷橋基礎混凝土澆筑， 右岸橋墩設計高度為13 m，橋墩分4 次施工，即底板1 倉、擋墻分3 次進行澆筑。橋墩澆筑混凝土采用商品混凝土，混凝土指標滿足設計強度要求，混凝土振搗采用插入式振搗器。 混凝土初凝后，立即進行灑水覆蓋養護。

3.3 橋墩回填及場地準備

1）右岸橋墩背后為填方區域，該填方區域前期作為安裝貝雷橋的施工平臺，后期作為貝雷橋與R7連接道路，施工期間使用頻率較高，其填筑和邊坡防護質量要嚴格控制。

2）根據貝雷橋安裝需要和現場實際地形，從貝雷橋橋墩至現有R7 道路約有45 m 直線距離，場地長度基本滿足安裝貝雷橋需要，上、下游方向沿河邊回填，并對靠河一側邊坡作鋼筋石籠防護。

3）橋墩混凝土澆筑完成7 d 后，進行橋墩背后回填區回填施工。 回填料采用砂礫石，每層回填厚度40 cm，振動碾分層壓實，邊角等局部區域采用手扶式振動夯夯實。 橋墩兩側回填區迎水面采用鋼筋石籠護坡。

4 貝雷橋架設施工

4.1 貝雷橋架設方法

貝雷橋架設采用懸臂平推法： 將右岸設置為推出岸，在右岸將導梁和主梁構件在平滾上裝好，然后利用挖掘機或裝載機配合人工逐步推出，直至橋梁達到左岸橋臺位置。

4.2 貝雷橋安裝施工

4.2.1 滾軸的布置

滾軸分平滾和搖滾兩種。 安裝時要求場地平整，基礎堅實，搖滾和平滾安裝頂面高程必須一致，安裝時采用水準儀控制高程。 搖滾安裝在兩岸混凝土橋臺上，每個橋臺上各安裝4 個搖滾。 平滾安裝在右岸安裝場地，平滾安裝間距6～9 m，平滾安裝時底部墊枕木。 搖滾和平滾的中心線和貝雷橋中心線重合，安裝過程中拉線繩校核[1]。

4.2.2 導梁的架設

導梁共10 節，第1～4 節為SS（單排單層），第5節為SSD（單排單層僅上部加強），第6、7 節為SSR（單排單層上、下加強），第8、9、10 節為DSR2（雙排單層全加強），第17 節為正橋段。

導梁架設步驟：第一步，安裝第1～4 節鼻梁，桁架陰頭端朝前；第二步，安裝第5 節，并在第4 和第5 節的下面安裝下弦接頭，使其翹起；第三步，安裝第6～7 節，并使其翹起；第四步，安裝第8～10 節；第五步，安裝正橋部分。

4.2.3 主橋安裝步驟及平衡計算

此安裝步驟是按照45 m 安裝場地計算， 最多可以安裝13 節橋梁。 操作時要根據現場實際情況確定每次安裝節數和推出節數，但每次推出前必須有技術部門的平衡計算和許可，確保安全后才能推出作業。

主橋安裝步驟：第一步，安裝10 節引橋和3 節主橋，不推出，通過計算結構穩定，無配重和配重位置；第二步，推出6 節停止，安全系數4.15＞1.3，通過計算結構穩定，無配重和配重位置；第三步，安裝主橋第9～14 節， 共6 節， 推出4 節停止， 安全系數2.77＞1.3，通過計算結構穩定，無配重和配重位置；第四步：安裝主橋第5～8 節，共4 節，最后2 節放置配重，推出4 節停止，安全系數1.8＞1.3，穩定，配重15.692 t 平均放置主橋第5、6 節；第五步：安裝主橋第1～4 節，共4 節，最后3 節放置配重，推出3 節后引橋搭至左岸搖滾，安全系數1.8＞1.3，穩定，配重30.16 t 平均放置主橋第1、2、3 節。

各安裝步驟說明及平衡計算：

第一步：10 節引橋安裝完成后安裝第15～17 節主橋，共3 節。

第二步：推出6 節停止。

支點平衡計算：

支點后穩定力矩：M1=W3×1.524+W4×6.096+W6×15.24+W5×19.812=293 070（kN·m）

支 點 前 最 大 傾 覆 力 矩：M2=W1×12.192+W2×4.572+W3×1.524=70 600（kN·m）

M1/M2=293 070/70 600=4.15＞1.3，此狀態穩定。

第三步：安裝主橋第9～14 節，共6 節，推出4節。

支點平衡計算：

支點后穩定力矩：M1=W6×3.048+W5×16.764=627 290（kN·m）

支點前最大傾覆力矩：M2=W1×24.384+W2×16.764+W3×12.192+W4×4.572=226 270（kN·m）

M1/M2=627 290/226 270=2.77＞1.3，此狀態穩定。

第四步：安裝主橋第5～8 節，共4 節，推出4 節。通過驗算，推出4 節后狀態不穩定，在推出前需在主橋第5 節和第6 節安裝配重， 配重重量為15.692 t，即43 塊橋面板。

支點平衡計算：

支點后穩定力矩：M1=W5×13.716=631 046 （kN·m）

支 點 前 最 大 傾 覆 力 矩：M2=W1×36.576+W2×28.956+W3×24.384+W4×16.764 +W5×3.048 +W6×9.144=563 150（kN·m）

M1/M2=631 046/563 150=1.12＜1.3，此狀態不穩定。需增加配重。增加配重，安全系數取1.8，則增加配重量計算如下：

M=M2×1.8=563 150×1.8=1 013 670（kN·m）

M1+M配=M，

則M配=M-M1=1 013 670-631 046=382 624（kN·m）

按照配重放置在最后兩節考慮， 則臂長為8×3.048=24.384 m

則配重重量為W1=382 624/24.384/1 000=15.692（t）。

第五步：安裝主橋第1～4 節，共4 節，推出3 節，使引橋搭上左岸搖滾。

通過驗算，推出3 節后狀態不穩定，需增加配重，按照1.8 安全系數計算配重為30.16 t，配重平均布置在主橋最后三節。

推出時3 節后支點平衡計算：

支點后穩定力矩：M1=W5×12.192+W6×27.432=745 270（kN·m）

支點前最大傾覆力矩：M2=W1×45.72+W2×38.1+W3×33.528+W4×25.908+W6×18.288+W5×7.62 =976 590（kN·m）

M1/M2=745 270/976 590=0.76＜1.3，推出3 節后狀態不穩定。 則計計算配重如下。

配重按照1.8 安全系數計算：

M=M2×1.8=1 757 862（kN·m）

配重計劃分配到最后三節主橋，則力臂為8.5×3.048=25.908 m

M1+M配=M，則M配=781 272（kN·m）

配重Wa=781 272/25.908/1 000=30.16（t）

4.2.4 橋架推出

橋架的推出應用力均勻、徐緩、平穩，減少懸空部分的震蕩。 推進的方向應由專人檢查，如發現偏移現象，應立即糾正，可用人工配合反鏟撥動尾部的方法加以糾正。

橋架的推出擬采用裝載機或反鏟配合人力。推橋應嚴密組織，統一指揮。 指揮員位置，要既能看到對岸滾軸，又能觀察到橋架在推進過程中的整體情況。 各組推橋的動作應協調一致。 推出岸滾軸旁配置一名負責人，隨時檢查推進是否正常[2]。

4.2.5 橋梁的坐落

在橋梁落位之前，先將引橋逐步拆除。 橋梁的座落采用千斤頂逐步降落。 各千斤頂的降落速度要保持一致。 千斤頂安置穩固，防止滑倒。

5 質量控制措施

1）貝雷片應有出場合格證，貝雷橋安裝前應對結構尺寸等進行全面檢查與驗收，滿足要求后方可投入使用。

2）貝雷橋拼裝嚴格按照廠家安裝設計說明和安裝方案進行安裝。

3）貝雷橋安裝完成后需按照廠家技術要求進行荷載試驗和質量驗收，驗收合格才能投入使用。

6 安全控制措施

1）架設和收撤過程中，必須有人統一指揮。 橋梁懸臂狀態時橋上嚴禁上人。 遇到5 級風，應停止橋梁推進和吊裝作業，并采用風繩將引橋端頭固定在兩側岸坡堅固的大樹或地錨上。

2）橋梁推出安排在白天進行，夜間將橋梁懸出部分固定在橋臺上下游岸坡，并根據穩定需要在推出端增加配重，防止橋梁擺動或發生意外。 另外，夜間安排專人在現場值班，發現異常情況及時匯報并作出處理。

3）每次橋梁推出前，由技術部、HSE、施工部共同對橋梁的安裝質量、螺栓緊固情況、配重平衡計算、安全防護措施等進行檢查復核，驗收合格并簽字后才能開始推出作業。

4）橋梁在推出時，要有專人隨時注意橋梁推出是否平穩正常，如發生異常應立即停止。 如發現懸出端翹起高度不足， 不能順利搭到左岸搖滾時，可通過調整推出岸搖滾角度， 進一步上揚引橋端頭。如果還是不能校正，應及時停止推出或回撤部分橋梁，作質量、安全檢查，排除問題后再實施推出。

5）橋梁推出與收回時，要盡快到達對岸搖滾，盡可能地減少懸臂時間。

6）在拼裝過程中，為防止橋梁前后滑移，應用撬桿插入搖滾和橋梁下弦桿間，進行固定。 在推移過程中，隨時注意橋梁方向，進行糾偏。

7）落橋過程中，當橋梁的一端頂起，在橋梁的另一端需設安全裝置，將撬杠插入橋梁下弦和搖滾間，保證橋梁在頂起和下落過程中不致產生縱向滑移。

8）落橋時，應在橋梁同端橋頭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。同端橋兩側降落時，也應循環降落。兩側高差須控制在20 cm 以內，以保證安全落橋。

9）安裝過程中，所有人員佩帶安全防護用品，高空作業人員應掛設安全帶，在操作人員必須身穿救生衣。

10）對施工作業人員進行現場技術交底，要求現場指揮和操作人員熟悉施工工序，嚴格按照技術要求和程序施工。

7 荷載試驗

7.1 荷載試驗準備工作

試驗設備：20 t 自卸汽車2 輛、水準儀2 臺。

試驗人員：測量人員3 人，安全員2 人，調度員1 人，技術員1 人。

7.2 荷載試驗

1）荷載試驗前，先由質檢人員和安裝負責人對橋梁的連接件和安裝質量進行檢查，檢查驗收合格后才能進行荷載試驗。

2）空載時測量人員用兩臺水準儀分別對跨中高程進行測量，并作好記錄。

3）由調度員指揮一輛總重25 t 汽車慢慢駛上貝雷橋并在中部停下，測量人員在車輛停穩，并且橋中不再有晃動時進行測量。 兩臺水準儀分別測量跨中相同位置高程，并作好記錄。

4）比較空載和25 t 荷載時的撓度變形量。撓度實際值在理論允許值范圍內，則繼續進行下一步試驗。 如果變形超出設計范圍，則查明原因或聯系廠家解決問題。

5）由調度員指揮一輛總重50 t 汽車慢慢駛上貝雷橋并在中部停下，測量人員在車輛停穩，并且橋中不再有晃動時進行測量。 兩臺水準儀分別測量跨中相同位置高程，并作好記錄。

6）比較空載和50 t 荷載時跨中撓度變形量。撓度實際值在理論允許值范圍內，橋梁荷載試驗成功，可以通車。 如果撓度值超出設計范圍，需查明原因或聯系廠家對橋進行處理，直到荷載試驗合格后才能通車。

8 結語

哥斯達黎加圣巴勃羅項目貝雷橋安裝施工，原計劃15 d，實際安裝完成只用了12 d，比原計劃提前3 d，主要得益于技術準備措施到位，在實際施工過程中嚴格按照技術要求施工，架設完成后通過各項荷載試驗，均達到了設計要求。