大跨度贝雷桥施工工法

'大跨度贝雷桥施工工法中铁xx局集团有限公司桥隧分公司1前言随着我国水电建设事业的发展，大部分江河的水电梯级开发已延伸到上游，工程地点多处于地形复杂、交通不便的西部山区，为主体工程服务的进场便道也多跨越水流湍急的江河。施工地点经常处于人烟稀少、交通及不便利的山区。xx江xx、xx沟水电交通专用公路土建X标进场便道位于xx江上游右岸，施工区域位于xx江左岸，无任何道路通往江对岸施工区域。工程施工前期，没有大型机械设备，水中桥墩施工难度很大。我们采用主跨60.96m贝雷钢便桥一跨过江，缩短了便桥的施工时间，为主体工程施工争取了时间。我们将贝雷桥施工技术进行总结形成本工法。2工法特点2.1贝雷桥比缆索桥通车运行安全、稳定，运输物资量大；2.2架桥设备只需挖掘机、千斤顶等，不需要大型起重设备，速度快、易操作、效率高；2.3总体结构简单、施工安全、施工周期短。3适用范围本工法适用于跨江、河、沟谷等地段，特别是工程工期紧，运送物资量大，水中墩施工有难度的工点。4工艺原理利用“悬臂推出法”架设上部钢桥，所谓“悬臂推出法”就是在河流两岸先安装好摇滚和平滚，桥梁的大部分构件在推出岸的滚轴上先拼装好，然后用人力或机械牵引，将桥梁平稳而缓慢地推出，直达对岸摇滚后就位。10 拼装前的贝雷钢桥的桥跨结构的核算，各种组合各种跨径桥梁的鼻架节数，推出重量和鼻架端挠度，鼻架长度要符合下列规律，即：鼻架的节数=桥梁节数/2+1。例如：双排单层24m桥梁的鼻架为：8/2+1=5节。对于奇数节桥梁其节数除2后取整数再加1。图4-1钢桥悬臂推出法布置图5施工工艺流程及施工要点5.1施工参数的设计便桥设计单向单车通行，桥面净宽4.2米，主跨60.96m，设计荷载25吨，限速10km/h。基础采用C20片石混凝土扩大基础，墩台身采用C25混凝土，墩台帽采用C30钢筋混凝土。上部结构由ZQ-200型贝雷片拼装组成，主纵梁尺寸为3048mm×2134mm，钢桥总高度2546mm横断面布置分设桁架片4排结构，桁架间距为250+230+250mm；并用水平、竖向支撑架联接；每节桁架加装横梁两根，横梁由型钢H400mm×200mm×6000mm制作；桥内净宽4200mm，分设4块3042mm×1050mm×135mm的钢桥面板。桁架片及桥面系、横梁等上部主体结构均采用Q345B10 钢材，其余附属设施采用Q235B钢材。其中单片桁架容许剪力为254KN；容许弯矩为1127KN·m。图5.1-1钢桥横断面布置图5.2工艺流程5.2.1施工顺序桥跨的拼装方式采用纵向分段拼装，即一个节段的杆件拼装完毕。再继续拼装下一个节段，其顺序是：下弦→下平纵联→横梁→抗风拉杆→竖杆→上弦→上平纵联→横联→桁架拼装→拖拉、接长→主梁拖拉就位→桥面板铺装→防护网→验收。5.3施工要点5.3.1作业平台及围堰施工用挖掘机从xx江左岸岸坡处向墩位处进行土石方填筑，做为机械作业平台，并在桥墩处修建简易围堰，进行扩大基础和桥墩施工。根据现场实际情况，用50cm厚的浆砌片石作替代模板，以加快施工进度，对桥台、墩柱也起到防护作用，避免河水直接冲刷。5.3.2下部结构施工桥墩台基础开挖采用人工配合机械施作，开挖至承载力满足要求为止。桥墩台基础采用C20片石砼扩大基础，墩台身采用C25砼，每隔2m高布设一层30cm×30cm的Φ10 12的钢筋网；墩台帽全部采用C30钢筋砼，布设两层20cm×20cm的Φ20的钢筋网，厚度50cm。砼拌和时严格按照砼的配合比进行配料，振捣采用插入式振捣器。砼混合料分层进行浇筑，每层厚度不得大于30cm。混凝土浇筑到完毕初凝后，立即进行洒水覆盖养护。在桥梁上游用石笼做导流，防止河水对墩台的直接冲刷，石笼导流长度、宽度根据现场需要设置。5.3.3钢桥的安装钢桥的架设采用设备简单的悬臂推出法。在3#桥台预先安装好的摇滚和平滚上，将桥梁构件，用销子和螺栓连接起来，然后依靠人力推动或机械牵引，将桥梁平稳而缓慢的推出，直达0#台摇滚后就位。采用此法架设桥梁时，要特别注意的是：在桥梁架设和推出的整个过程中，要始终保持桥梁的整体平衡，使桥梁重心落在推出岸摇滚的后面，并随时纠正桥梁在推出过程中的位置，使桥梁轴线与设计桥梁轴线一致。具体步骤如下：5.3.3.1安装场地平整，根据两岸接线位置、地形、高差等情况，现场测量标定桥梁纵向中心线。根据此轴线在中墩安置枕木，并固定，在枕木上摆放两组平滚，平滚间距为4.54m。滚轴安装完毕后，用水准仪及钢尺校核其位置。保证滚轴安装平稳，位置准确，在架没标高上。左右滚轴的顶面保持在同一高程上。其滚轴中心线应与桥梁的中心线、内、外排桁架中心线垂直。5.3.3.2导梁安装，在3#桥台的两侧摇滚上，各竖放一片桁架，桁架的阴头朝前，阳头朝后。将第一根横梁安装在桁架阴头处的竖杆前面，并将横梁内排两相邻孔眼，各自套入桁架垫板上的销钉内，用横梁连接螺栓将横梁与桁架竖杆连接起来，但先不拧紧。10 安装第二节桁架，将第二节桁架的阴头和第一节桁架的阳头用销子连接起来，并在第一节和第二节桁架的下弦安装下弦接头。安装第二节桁架的横梁，同时安装第一节桁架的斜撑。在第一根横梁和第二根横梁间安装抗风拉杆。同样方法安装第三节桁架，拧紧第一节桁架的螺栓，安装第二节桁架的斜撑。直至前六节桁架拼装完成。由于第七节导梁是双排桁架，在完成内排桁架和横梁拼装后，两外排桁架只能用装载车吊移，分别从横梁两端穿入，使桁架就位，用横梁连接螺栓将横梁与桁架竖杆连接起来。并在双排桁架的前端安装竖向支撑架，顶部安装水平支撑架。至此，导梁拼装完成。5.3.3.3正桥的拼装正桥为单层四排加强型桥梁，须一次性拼好桥梁框架。为减小正桥到达2#中墩落桥时的工作量，第一节正桥只安装中间两块桥面板。待桥梁就位后，另行安装剩余桥面板。将正桥的内排桁架和双排导梁的内排桁架用销子连接起来，安装第二排桁架后，再安装第三排桁架，用销子将第三排桁架和双排导梁的外排桁架用销子连接起来后，再安装第四排桁架。安装横梁。安装第一节正桥桁架前、后端的竖向支撑架，螺栓暂不拧紧。安装正桥第二节，由于第二节正桥桁架下弦设有加强弦杆，因此，需先将桁架下弦杆和下加强弦杆用弦杆螺栓紧固后，才能拼装。桁架和横梁就位后，安装第一根横梁和第二根横梁间抗风拉杆，同时安装第二节正桥后端的竖向支撑架，螺栓暂不拧紧。在第一节正桥和第二节正桥桁架上部中间位置，安装加强弦杆，上加强弦杆接头与桁架接头错开布置，拧紧弦杆螺栓后，再安装水平支撑架，上加强弦杆与水平支撑架位置各占两节桁架的一半。同样方法安装第三节正桥及桥梁附件。拧紧第一节正桥的所有螺栓后，安装第一节正桥中间两块桥面板。为使正桥顺利通过摇滚，需在第一节和第二节正桥一、三排桁架的下弦安装斜面弦杆。同样方法安装第四节正桥及桥梁附件。拧紧第二节正桥的所有螺栓后，安装第二节正桥全部桥面板。依此类推。10 5.3.3.4桥梁的落座正桥到达0#台，确定1#中墩和2#中墩的落座点后，拆除导梁，完成阳头端柱和阴头端柱安装后，进行桥梁的落座。在千斤顶上放置垫板，置于桁架弦杆与腹杆节点处的下弦杆底部，将桥跨一段同时顶起，移去摇滚，并在桥梁两侧桁架下弦杆底部增设保险垫木，以保证落桥的安全。同端每侧桁架，每次最多只能降落10cm。一侧降落后，再降低另一侧。在桥纵向两端不能同时将桥顶起，必须在桥的一端降落20cm后，才能进行另一端的落桥作业。落桥过程中，两端循环作业，使桥两端头高差始终控制在20cm内。根据钢桥的结构，本次落桥先降低2#中墩桁架高度10cm，再降低1#中墩桁架高度10cm,最后降低0#桥台桁架高度10cm，往复循环，直至桥梁降落到位。5.3.3.5落桥后，下层桁架拼装完成后安装桥面板及其它零部件。为加快施工进度，可以分别从0#、3#台采用装载车进行桥面板的吊装及铺设。桥面板高强螺栓组的施拧顺序应采取辐射形式从中心向四周边缘参差进行，最后拧紧四周端部的螺栓。5.3.3.6桥梁在安装完成后，需全面对桥的螺栓检查紧固，并在销子周围涂抹润滑油。并在桥梁两侧的300米便道范围内，埋设提示、警示、警告标志，提醒来往车辆安全通行；在桥头埋设限速、限重、单车通行标志；在钢桥两侧挂设密目铁丝网，以防行人坠落。10 5.4劳力组织表5.4-1劳动力组织序号工种人数1挖掘机及装载车司机42桥墩下部结构施工203贝雷片拼装104桥面板安装65技术员16测量工27专职安全人员18专职质量人员19普工66材料与设备表6-1主要机具设备表序号名称规格型号数量（台）1钢筋切断机22钢筋弯曲机23千斤顶20T24交流电焊机BX1-50045混凝土搅拌机350型26导链5t27挖掘机pc20018单筒卷扬机8t19装载车成工50型27质量控制要点7.1贝雷片各部件应有出场检验证，要组织有关人员结构尺寸等进行全面检查与验收，满足要求后方可投入使用；7.2基坑地基承载力、钢筋安装、混凝土施工、预埋件位置严格按照规范施工；7.3贝雷桥拼装严格按照《装配式桥梁施工手册》安装；8安全控制措施8.1在拼装过程中，为防止桥梁前后滑移，应用撬杆插入摇滚和桥梁下弦杆间，进行固定，在推移过程中，随时注意桥梁方向，进行纠偏。10 8.2落桥过程中，当桥梁的一端顶起，在桥梁的另一端需设安全装置，将撬杠插入桥梁下弦和摇滚间，保证桥梁在顶起和下落过程中不致产生纵向滑移。8.3在桥的两头不能同时将桥顶起，必须将桥的一端降落后，才能顶起另一端，进行落桥工作。8.4落桥时，应在桥梁同端桥头两侧下弦杆底部增设保险垫木，根据桥梁降距和千斤顶行程逐次落桥，同端桥两侧降落时，也应循环降落，两侧高差须控制在20cm以内，以保证安全落桥。8.5不得在千斤顶顶起的情况下，进行桥梁结构的其它操作。8.6安装过程中，所有人员佩带安全防护用品，高空作业人员应挂设安全带，在中墩操作人员必须身穿救生衣。8.7施工人员必须遵守有关规章制度，施工作业区必须佩戴安全帽，高空作业必须佩戴安全带，不得穿拖鞋等。8.8对施工作业人员进行安全培训，要求他们掌握基本安全知识，不得违章作业。8.9对施工作业人员进行现场技术交底，要求他们熟悉施工工序，不得违反施工程序。8.10加强设备管理制度，按照要求定期进行保养、维修、严禁带病作业。8.11夜间施工要有足够的照明，在保证安全的前提下施工。8.12雨天及风力超过六级不得进行拼装作业。9环境节能措施9.1严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护、水土保持的方针政策，生产、生活设施按环保要求进行布置。9.2加强施工管理工作，严格检查施工机械，防止油料泄漏污染土体和水体。10 9.3对拌合产生的废水及生活中产生的污水，集中处理，符合环保标准后，才能排放。9.4加强管理和监督工作，严禁使用有毒有害的混凝土添加剂，采用高效无毒的高分子或无机类添加剂。9.5尽量选用低噪音的施工机械和施工工艺，振动较大的固定机械设备应加装减振座，同时加强各类设备的维护和保养，保持其良好的工况，从根本上降噪声源强度。10、效益分析（表10-1）在同条件下（跨度130m，包括引桥长度，地形条件类似），采用悬索桥、钢索桥（利用两边岩体锚固或采用地锚，纵向采用钢索承重，横向H型钢根据桥面宽度在厂家特制）方法施工，与贝雷桥施工，优劣比较如下：表10-1钢索桥与贝雷桥方法比较比较内容钢索桥贝雷桥技术可行性可行可行成本比较成本高，约600万元成本低，约300万元运输强度高高质量控制难度锚固质量不易控制容易控制质量施工进度锚固体系工程量大，工期长，施工周期长，施工130m桥需6个月。工程量较小，桥墩可趁枯水位时平行施工，操作简单，工期短。施工130桥只需3个月。资源投入需要专业的钻孔设备，张拉机具、油泵等。仅需挖掘机、千斤顶等，人员需求少。从表中的比较看出，在枯水季节选用贝雷桥方案，能保证工程工期，且成本低。11、应用实例中铁xx局集团有限公司桥隧分公司承建的xx江xx、xx沟水电交通专用公路工程土建X标段，工程物资、机械等需跨越xx10 江运送到施工地点，本工程的先后建设两座大跨度贝雷桥作为过江便桥。便桥施工时间为三个月，施工期间没有发生一起安全、质量事故。通过实际施工，采用片石混凝土扩大基础，桥墩设置护面钢筋，桥跨结构采用国产ZQ-200型贝雷片架设，既安全又提高运输能力，且质量易于控制，为全国最大跨度的平推式贝雷桥，具有较强的实用性和先进性，有很好的推广价值。执笔：10'