李家岩水库导流洞工程贝雷钢桁架桥安装及拆除施工技术

路富朝

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概况

李家岩水库导流洞工程现有景区公路位于左岸，导流洞位于右岸，下游已有一座交通桥，上游无交通通行设施。为便于导流洞进口、洞室部位出渣和后期混凝土运输，在导流洞进口上游323m处修建一座沟通左右岸交通的施工临时贝雷钢桁架桥。

2 安装关键技术

2.1 贝雷钢桁架桥参数设计

(1)桥梁位置：导流洞进口上游约323m处。

(2)桥梁型式：贝雷钢桁架桥。

(3)高程：贝雷桥防洪标准40年一遇，桥址处相应流量为1270m3/s，水位高程670.00m，贝雷桥桥面设计高程为676.00m。

(4)基础结构：混凝土扩大基础桥台。

(5)上部钢桥结构：321型60m(30m×2)6排单层加强结构。

(6)桥宽要求：桥宽5m，车道净宽4.8m。

(7)设计行车速度：5km/h。

(8)设计荷载：汽车-60t。

(9)桥上纵横坡：0%。

表1 施工临时贝雷桥特性

2.2 贝雷钢桁架桥设计

2.2.1 主梁桁架的设计与计算

(1)系数计算：恒载取1.2，活载取1.4。

(2)恒载：①已知60m跨桥重约为：95.3t，可知自重恒载值为15.88kN/m；②均布荷载：弯矩M静=q×L2/8=15.88×302/8=1787kN·m，剪力Q静=q×L/2=15.88×30/2=238kN。

(3)活荷载：已知活荷载为：汽车-60t，为了简化计算，汽车荷载视为集中荷载。①主梁最大弯矩：Mmax=1.4×M活+1.2×M静=1.4×4500+1.2×1787=8445kN·m；②主梁最大剪力：Qmax=1.4×Q活+1.2×Q静=1.4×600+1.2×238=1127kN。

(4)安全测算：

[M]=1687×6=10122kN·m，Mmax<[M]

[Q]=245×6=1470kN，Qmax<[Q]

此计算为简化计算，将其中30m跨视为简支梁，进行校核。

2.2.2 贝雷桥桥墩配筋率

(1)0#、2#桥墩配筋率验算：钢筋表面积S1钢=钢筋直径×受力面长度=2.94m×0.016m×31根=1.458m2；桥墩受力表面积S1混=桥墩长度×桥墩高度=2.94m×6m=17.64m2；桥墩配筋率=1.458÷17.64=8%>0.2%满足规范要求；钢筋表面积S2钢=钢筋直径×受力面长度=2.76m×0.016m×31根=1.369m2；桥墩受力表面积S2混=桥墩长度×桥墩高度=2.76m×6m=16.56m2；桥墩配筋率=1.369÷16.56=8%>0.2%，满足规范要求。

(2)1#桥墩配筋率验算：钢筋表面积S1钢=钢筋直径×受力面长度=3.11m×0.016m×31根=1.542m2；桥墩受力表面积S1混=桥墩长度×桥墩高度=3.11m×6m=18.66m2；桥墩配筋率=1.542÷18.66=8%>0.2%，满足规范要求。

2.3 贝雷钢桁架桥施工技术

2.3.1 桥墩基础开挖支护

(1)测量放样

采用TCR802全站仪对贝雷桥轴线及三个桥墩位置进行准确放样定位。

(2)覆盖层清理

基础开挖前采用反铲修建一条临时施工便道至河床，对桥墩基础位置采用反铲挖除覆盖层，由人工配合清底刷坡。开挖料就近堆放在河床边，对能利用的石料进行收集，便于进行台背回填。

(3)基础开挖

采用凿岩机对桥墩部位的风化岩层进行凿除处理，开挖深度0.5m，宽度2.0m～4.0m，长度6.0m。

(4)锚杆施工

桥墩基础采用φ28mm砂浆锚杆，长度4.5m；砂浆锚杆孔径50mm。桥墩基础开挖完成后进行验收，验收合格后进行桥墩基础锚杆施工，锚杆孔采用YT-28型手风钻钻孔，孔深3.5m，锚杆长4.5m，外露1.0m。锚杆采用先注浆后插杆的工艺施工。

2.3.2 混凝土桥墩施工

(1)测量放样

采用TCR802全站仪对贝桥墩边线、模板边线及高程等施工参数通过放样确定，模板安装过程中检查模板的垂直度情况等。

(2)钢筋制安

桥墩钢筋分为构造钢筋和箍筋，分别采用φ20螺纹钢和φ16螺纹钢。构造钢筋间排距为20cm×20cm，箍筋间距为20cm，墩基础锚杆间排距为50cm×100cm梅花形布置。钢筋安装前，测量人员现场放线放样，施工人员采用油漆在基岩上标记出钢筋间排距。根据设计图纸将主筋绑扎成型后再绑扎箍筋。

(3)模板安装

①桥墩模板以组合钢模板为主，辅以木模，人工安装。模板表面清理、平整。施工前先测量放样，根据基岩上已放好的控制点立设模板。

②外侧使用钢管将模板连成整体，提高模板刚度。模板间采用U型卡连接，相邻模板间连接不少于4道。为防止模板位移和变形，模板采用内拉外撑加固。模板围檩均采用脚手架钢管，通过14#铁丝绑扎。转角连接处，采用木板补缝。

(4)混凝土浇筑

①混凝土采用商品混凝土进行浇筑，12m3搅拌车运输至现场，采用轮式反铲及溜槽辅助入仓浇筑，φ50插入式软管振捣器振捣。

②混凝土进行分层浇筑，为防止混凝土离析，浇筑每层不超过50cm。振动棒要垂直地插入混凝土内，并要插至下一层混凝土5cm～10cm，保证前后两次的混凝土结合良好，振捣布点要均匀，不能漏振和过振。

③浇注过程中发现模板有偏差变形时，及时纠正。收仓时通过测量放样控制桥墩墩顶高程。

④技术人员对混凝土表面进行抹面收光。

⑤混凝土初凝后，对混凝土进行养生，上覆草帘洒水养护，养护期内保持混凝土持续湿润状态，待混凝土达到一定的强度后进行模板拆卸。

(5)模板拆除

拆模作业使用专门工具，并采取适当的措施，同时要避免对混凝土的损伤。

2.3.3 台背回填

采用C30混凝土填充台背与盖板间的空隙，当其强度达到设计强度的85%以上，方可进行台背填土。回填须分层填筑、分层碾压，保证压实度不小于95%。

2.3.4 桥身安装

(1)主要施工工序

(2)基础复测

采用TCR802全站仪对桥墩基础预埋件进行测量，画出测量平面图与施工图进行比较。

(3)贝雷桥结构安装

①将贝雷片用贝雷销对接起来，接成30m长的贝雷梁待用；

②用50t汽车吊将拼装完的30m贝雷梁吊装上0-1#跨，如有必要用风揽将贝雷片左右收紧固定牢靠；

图2 贝雷梁安装示意

③用支撑架将安装好的三组贝雷片固定，完成第一跨贝雷梁的安装；

④横梁的铺装：横梁每节4根，间隔750mm均布于贝雷梁上弦杆横桥方向，定位后与上弦杆焊接牢靠，焊缝6mm。

图3 横梁安装示意

2.3.5 桥面铺装

纵梁为[14×6m/根，间隔195mm顺桥方向均布于横梁上翼板，与横梁上翼板焊接牢靠，焊缝4mm。

2.3.6 栏杆安装

根据设计图纸，对钢管φ48×3.5mm进行下料，同横梁焊接，接头处对接焊牢。

2.3.7 第二跨贝雷桥结构安装

(1)在第一跨钢桥贝雷梁安装就位后，可以在第一跨横梁安装的同时对第二跨钢桥的贝雷梁同步进行安装。

(2)用汽车吊吊装与第一跨贝雷梁对接。

(3)按照第一跨贝雷架的架设顺序和步骤完成其余贝雷梁的吊装，横梁、纵梁、桥面板、栏杆的安装，检查后完成第二跨钢桥的安装施工。

2.4 质量安全保证措施

2.4.1 质量保证措施

(1)桥墩基础一定要挖至基岩；

(2)施工过程中，保证钢筋制安及混凝土浇筑质量。

2.4.2 安全防护措施

(1)现场人员正确佩戴劳保用品(安全帽等)；

(2)施工区域内禁止非施工人员停留在现场，对交通进行管制；

(3)桥身两侧挂安全防护网。

2.5 桥梁的使用和维护

(1)在桥梁两端应设限重和限速标牌；

(2)有条件的可以在两端和跨中设置照明设备；

(3)定期检查各结构件是否变形；焊缝是否有脱焊现象；贝雷连接销的保险销、各种螺栓有无松动、缺失等；

(4)定期监测钢桥两端和中墩地基沉降情况；

(5)定期检查桥梁运行情况。

3 拆除施工工艺

3.1 贝雷桥拆除工艺流程

施工准备→桥墩破除→检查贝雷桥基础→牵引安装气囊→调整浮力→固定桥体→割除护栏→桥面拆除→分配横梁拆除→贝雷梁(片)拆除→装车→场地移交。

3.2 贝雷桥拆除顺序及方法

由于贝雷桥无法满足施工现场需要要求，为了消除安全隐患，对现有李家岩水库临时贝雷桥进行拆除工作。栈桥的拆除工作与贝雷桥的搭设工作顺序基本相反。施工顺序及方法为：

(1)施工准备：对拟拆除贝雷桥进行现场踏勘和数据核对，组织施工作业人员进行安全技术交底培训，对拟投入设备进行安全检查及故障检修、排查，确保施工顺利进行。

(2)桥墩破除：贝雷桥两侧桥墩采用现代R215-7225型号挖掘机携带破碎头对两端头U型混凝土桥墩进行破碎，先破碎导流洞端(右侧)，然后破碎靠公路端(左侧)，破碎后混凝土建渣及时清理，为贝雷桥浮升提供空间。

(3)检查贝雷桥基础：安排专业潜水员潜入桥下，核查桥体与桥墩是否有链接并清理链接处，确保桥体完全脱离桥墩(检查破碎的U型桥面混凝土是否对贝雷片进行卡压；检查桥墩预留钢筋是否与贝雷桥焊接链接，如有使用水下焊接，需对链接钢筋进行断开)。

(4)牵引安装气囊：由于桥体是平整放置在三个桥墩，中间跨距为两段25m～28m跨距。拟采用10条6m×1.2m船厂专用气囊进行浮升贝雷桥，方法为潜水员逐个将气囊按照上游至下游的顺序，利用绳索进行牵引，牵引时可以利用挖掘机等设备辅助气囊投放。每段桥分置5个气囊、共计10个。气囊两端固定在贝雷桥两侧下端，固定满足气囊浮升条件。

(5)调整浮力：采用空气注入方法，依次逐个进行加注，加注时按多次注入方法进行，待气囊完全支持贝雷桥直至浮出水面。

(6)固定桥体：贝雷桥浮升至水面后，采用牵引绳将桥体固定在公路端。

(7)拆除时采取逐段进行，每6m为一段，拆除完一段后固定好进行下一段拆除，由于浮力原因，拆除一段后使用挖掘机或者吊车将剩余桥体牵引至路边再次固定。

(8)拆除护栏：采用通用氧气、乙炔进行切割，切割长短符合装车要求。拆除时使用挖掘机或者吊车进行掉转至岸边堆场。

(9)桥面拆除：桥面C型钢采用氧气、乙炔进行拆除，拆除为3m/段，拆除时使用挖掘机或者吊车进行掉转至岸边堆场。

(10)分配横梁拆除：工字钢横梁采用氧气、乙炔进行拆除，每一根单独拆除，拆除时使用挖掘机或者吊车进行掉转至岸边堆场。

(11)贝雷梁(片)拆除：贝雷梁采用氧气、乙炔先对贝雷片交叉连接横担进行拆除，逐片利用吊车或者挖掘机进行拆除。

(12)装车：对拆除桥体进行装车，装车要求符合国家道路运输规范。

(13)场地整理，场地移交。

3.3 专项作业安全规范要求

3.3.1 切割作业

(1)遵守各项安全操作规程及制度，按规定穿戴好劳动防护用品。

(2)身体健康，经专门培训考试合格，取得操作证方可上岗。

(3)必须熟识切割机具的性能和有关电器及防火安全知识。

(4)严禁在易燃易爆场所和盛装有可燃液体或气体的容器上切割。

(5)火源(火点)、乙炔瓶、氧气瓶三者间距大于或等于10m。

(6)工作中断或停止作业，必须先关乙炔开关，后关闭氧气开关。

3.3.2 起重作业

(1)工作前将任务、施工环境、道路状况等了解清楚，确定安全可靠的工作方法，然后进行施工。

(2)工作前应根据物件的重量、体积、形状、种类，选用适宜的运输方法，运输大件应符合交通规则规定的拖带条件，配备指挥车，并事先规定前后车辆的联络信号，还必须悬挂明显标志(红旗、红灯)。

(3)各种物件正式起吊前应先离地面5cm～8cm试吊并进行检查，确认可靠后方可正式起吊。

(4)吊运时必须保持物件重心平稳，吊钩的起升绳应保持垂直，拆除钢丝绳夹角不得大于60°，不得在倾斜状态下或吊离地面时拖拉重物，如发现捆绑松动或吊装工具发生异样、怪声，应立即停车进行检查。

(5)捆绑尖棱的构件，应用软物包垫或衬以弧形垫板，以免绳索被构件棱角磨损拆断，捆卸完毕必须检查是否牢固。

4 结语

贝雷钢桁架桥施工技术是水利水电、公路工程建设过程中经常采用的临时桥梁施工技术，通过临时贝雷钢桁架桥的施工，加快施工进度，节约道路运输成本，降低工程建设成本，其经济性、安全性、便捷性良好，可供类似工程借鉴使用。