“逆作法”拆除贝雷梁支架施工技术

杨惠民

（中铁六局路桥建设有限公司，山西 晋中 030600）

1 工程概况

京石客专永定河特大桥28、29#墩桥址在北京市西五环两边，设计采用1-92m简支提篮拱桥跨越，为预应力混凝土梁与钢管混凝土加劲拱组合结构体系。

本桥采用支架现浇施工，西五环路及匝道部分采用钢立柱架设贝雷梁门洞支架跨越，门洞上方及墩旁搭设满堂红支架体系。为了减少对西五环主干道交通的影响，采用与五环路斜交搭设支架，不占五环道路，跨路门洞支架共设3跨，跨度为21m+20.2m+12m。外环主路设1个斜跨21m的门洞，内环主路设一个斜跨20.2m的门洞，西五环路去往莲石东路匝道设1个跨度12m的门洞；门洞贝雷梁横向宽度为22.23m，净高大于6.0m，均满足道路通过要求。

门洞支架自下而上分别为钢筋混凝土条形基础、直径63cm的钢管临时支墩、I40工字钢墩顶横梁、贝雷梁、I14工字钢分配横梁，纵向方木分配梁、碗扣式满堂红支架、方木分配梁、底侧模。

1.1 支架基础

贝雷梁下布置5个高1.0m宽1.5m的混凝土条形基础，采用HRB335级Φ12mm钢筋纵横向＠150mm上下两层布置，顶部预埋法兰盘，与上部钢管桩立柱连接，条形基础采用C20混凝土。

1.2 钢管柱临时支墩

临时支墩利用Φ630mm壁厚10mm螺旋焊接钢管，两端焊接法兰盘，固定在条形基础的预埋法兰盘上，钢管桩与法兰盘预埋螺栓连接紧固。采用汽车吊安装钢管桩，经纬仪控制，钢管桩安装垂直度允许偏差为≤0.1%。为保证钢管桩的整体稳定性，同排钢管之间设置横向连接，连接成整体。

1.3 墩顶工字钢横梁

钢管柱顶部横向布置两排I40工字钢，做为上部贝雷梁的分配梁，将上部结构荷载分配到钢管柱上。两排I40工字钢焊接连接成整体，在肋部焊接腰板，钢管柱范围内腰板间距50cm，其余部位按1～1.5m均布。并在钢立柱顶部法兰盘上焊接限位钢板，限制工字钢分配梁横向移动。

1.4 贝雷梁支架及分配体系

支撑体系主梁使用装配式钢桥贝雷片拼装而成，贝雷梁最大跨度为24m，每跨贝雷梁与梁部平行布置。贝雷梁在梁底范围内按横向间距45cm布置。

贝雷梁采用1.5×3.0m标准块，和90cm标准横向连接系。

贝雷梁上设间距0.5m的I14工字钢分配梁，将上部荷载分配在贝雷梁上。

在碗扣式支架与工字钢分配梁间设10×12cm的纵向方木，腹板下间距30cm，其他部位60cm。

1.5 碗扣式满堂红支架

碗扣式满堂红支架在腹板下横向间距30cm，纵向间距60cm。其它部位间距按60cm×60cm布置；底板下排架纵、横向间距均为60cm。水平杆为1.2m一道。水平横杆步距首层及顶层距立杆端为30cm，底撑及顶托伸出量不超过30cm。

2 各构件重量

2.1 贝雷梁组

跨外环主路贝雷梁长24m，每榀贝雷梁由8片贝雷片及上下设加强弦杆组成，边厢下方的贝雷梁组由5榀贝雷梁组成，中间均设横向45cm连接系，加强弦杆贝雷片重430kg/片，共重17.2T,18片45cm连接系重21 kg/片，共重0.38T。贝雷销3 kg/每只，合每组贝雷梁18.06T。故最大吊重为18.06T。

跨内环匝道贝雷梁长15m，每榀贝雷梁由5片贝雷片及上下设加强弦杆组成，边厢下方的贝雷梁组由3榀贝雷梁组成，中间均设横向45cm连接系，合每组贝雷梁同6.76T。故最小吊重为6.76吨。

2.2 钢管立柱

钢管立柱外径630mm，壁厚10mm，每根立柱长6m，两端设法兰盘，每根重1T。

2.3 工字钢

跨主路钢管柱顶部横向布置3排I40a工字钢，每道长28m，分两节14m进行吊装，3根14m长I40a工字钢重2.8T。跨匝道 （跨度为12m）钢管柱顶部横向布置2排I40a工字钢。

3 总体施工方案

第一步：贝雷梁门洞为24m+22.5m+15m，梁标准宽度16.7m，支架超出梁宽2m。先拆除24m跨贝雷梁门洞，再拆除22.5m跨贝雷梁门洞，最后拆除15m跨门洞贝雷梁。

先起吊提篮拱梁左侧电动葫芦桥式起重机正对一组贝雷梁，起吊后的贝雷梁通过电动葫芦桥式起重机在横梁上的横向走走行至提篮拱梁的右侧，起吊高度为贝雷梁与上下加强弦杆高加走行空间（1.7+0.15m），然后电动葫芦连同贝雷梁通过重机的大车端梁在提篮拱梁顶安置的纵向导轨梁纵向走行至梁端，汽车吊配合吊卸（汽车吊在桥墩侧）这样完成了一组贝雷梁的拆除工作。

第二步：电动葫芦正对一组贝雷梁拆除后接下来拆提篮拱桥左侧操作平台上的贝雷梁，因操作平台上的贝雷梁在提篮拱桥的桥边外，距电动葫芦吊钩有2m，采用手动葫芦人工将其贝雷梁滑移至电动葫芦下，再由电动葫芦桥式起重机完成吊装运行作业。

贝雷梁横向移动时，为防此三跨贝雷梁组紧贴产生的干扰，横移时要先横移外环主路24m长的贝雷梁，横移采用两台手动葫芦人工分别拉贝雷梁的两端且同时拉动，用力相当。横移采用两组5T的手动葫芦设置在钢管柱顶部的工字钢上，贝雷梁组较宽不存在拉动时倾覆，主要是两端拉动时根据走行的方向随时调整拉力的大小，保证贝雷梁走行的方向。

第三步：提篮拱桥下的贝雷梁按第一步操作方法逐组拆除后，还剩余提篮拱桥右侧操作平台上的贝雷梁未拆除，同样用手动葫芦人工将其贝雷梁滑移至电动葫芦下，起吊后纵向走行至梁端后卸拆；接着按照以上三步拆除方案将其余两跨门洞的贝雷梁拆除。

第四步：贝雷梁拆除完成后接着拆除钢立柱顶的工字钢横梁，工字钢上设有两吊点，直接由钢丝绳挂上并固定好吊点，起重机将工字钢起吊后纵向走行至梁端卸载。

第五步：贝雷梁、工字钢横梁拆除后接着钢管立柱拆除，因电动葫芦距钢管立柱顶部有4.1m净高，且重量小，人工拆除剪刀撑后可直接将其吊移拆除。

按照上述拆除方案先将贝雷梁拆除后再拆工字钢横梁最后钢管立柱拆除，即可安全顺利的完成所有贝雷梁支架的拆除。

4 施工工艺

4.1 施工流程

支架拆除顺序为从提篮拱梁左侧到右侧依次拆除，具体流程如下：通过桥式起重机先横移再纵移由南向北起吊贝雷梁，将贝雷梁移至小里程墩左侧位置，汽车吊将贝雷梁从小里程墩左侧吊下；拆除梁左侧电动葫芦正对一组贝雷梁→拆除梁左侧操作平台贝雷梁→拆除梁底贝雷梁→拆除梁右侧操作平台贝雷梁，以此将三跨贝雷梁拆除→解除工字钢、钢立柱连接→依次用起重机吊出工字钢及钢管立柱。

4.2 组拼电动葫芦桥式起重机

（1）电动葫芦桥式起重机在加工厂按照上行式桥式起重机设计图加工制作。主要构造为：4个大车端梁、4根C型梁、4根横向导轨梁、4套小车、2台16T电动葫芦及2根纵向导轨梁组成。

图1 电动葫芦桥式起重机整体结构图

图2 电动葫芦桥式起重机横向导轨梁结构图

（2）C 型梁

每根C型梁上端安装1个大车端梁（由纵向走行动力装置与制动装置及走行小车组成）；起重机组装后使用时，C型梁垂直作用于纵向导轨梁上，即垂直压于43钢轨上；C型梁下端与横桥向主梁直接采用钢板夹块将其栓接；C型梁除自重外，承受横向导轨主梁、电动葫芦、小车及吊重物荷载。

（3）纵向导轨梁

纵向导轨梁为43kg/m钢轨，铺设于提篮拱梁顶两侧吊索与阻水台间，纵向导轨梁连接采用接头夹板将12根6m长43kg/m钢轨栓接为一起形成整体；为防止纵向导轨梁串动与侧翻，沿导梁走向每0.5m设置固定装置，固定装置为5mm厚钢板打眼，将钢板焊于钢轨底部采用膨胀螺栓与梁面固结。每隔1m打眼锚固道钉固定钢轨，同时在用横向连接钢板的地方在走行轨轨腰位置焊接小钢板做为扣板固定，每侧0.5m设置一块扣板。在钢轨轨腰上每3m打眼用手动葫芦与预埋钢筋连接以抵消轨道所受的水平力。走行轨道与梁体加固如下图所示：

图3 纵向走行轨道与梁体连接固定图

桥式起重机顺桥向走行时，大车端梁产生的动力为纵向水平力直接传递给钢轨，此纵向水平力由钢轨底部固定装置与钢轨产生摩擦阻力来抵消，确保了纵向走行导轨不会发生纵向位移。同时为保证走形轮与走行轨密贴不跑道，走行轮上安装水平轮、保险扣。纵向导梁的起点和终点分别为距梁端除12.7m的位置；纵向导轨梁长度为桥全长扣除梁端箱室及变截面处后的长度为：97.4m-12.7*2=72m。

（4）横梁及走行系统

横梁箱室主要采用3cm厚Q235钢板加工而成，与方钢（走行轨道）组装后作为走行横梁。根据梁部标准横截面尺寸及上行式桥式起重机结构确定横向主梁长度为17.72m。横梁与C型梁栓接后形成桥式起重机的主体结构，横梁上采用成品的电动葫芦与小车（二者上下栓接为一起）作为起吊及横向走行设备，每个电动葫芦最大吊重为16T，最大能起吊32T，能满足起吊最重贝雷梁吊重1.3倍安全系数的要求。

（5）贝雷梁横向、纵向行走方式

贝雷梁由电动葫芦起吊后，横向移动时依靠桥式起重机横梁顶部安装的方钢作为走行轨道，在电动葫芦下部安装走行小车、动力装置、固定装置方可在走行轨道上行走，即完成了贝雷梁的横移；纵移时仍由横梁上电动葫芦吊着贝雷梁不放，横梁、电动葫芦、走行装置、贝雷梁及C型梁整体纵移，由C型梁上端安装的大车端梁走行装置在梁上安装的纵向导轨上行走完成。

（6）电动葫芦桥式起重机拼装与提升

将主体构件在28#墩至五环匝道间地面组装、并将主构件整体提升。主体构件组装有钢横梁与方钢、C型梁与大车端梁拼装、电动葫芦与横向走行小车拼装；纵向导轨梁于桥上直接安装。

桥式起重机主体构件整体提升拼装方案，采用1台汽车吊分别将C型梁吊至桥两侧并将C型梁上端提升到纵向导梁上，利用桥上声屏障基础预埋钢筋作为C型梁临时固定点，再采用多根Φ25钢筋将预埋钢筋与C型梁连接形成固结措施；横梁采用两台汽车吊提升至C型梁下端栓接处，人工将C型梁与横向导梁用高强螺栓与钢板夹块栓接；电动葫芦与横向走行小车在地面组装后,采用汽车吊吊至横梁上部后,人工安装于横向滑道上这样完成了桥式起重机的拼装。然后将C型梁上端的临时固结解除达到电动葫芦桥式起重机的使用条件。

电动葫芦桥式起重机组装顺序为：挂设安全防护网→铺设纵向导轨梁→C型梁上端与梁体屏障基础预埋钢筋临时固接→横向导梁与C型梁栓接→人工配合汽车吊安装电动葫芦及走行系统→解除C型梁上端的临时固结→走行试验及贝雷梁拆除。

4．3 拆除贝雷梁

（1）桥式起重机现场试验

桥式起重机组装完成后先在28#墩北侧空地进行空载走行试验，然后进行全桥空载走行试验。

起吊试验，起吊试验首先在匝道15m跨中间进行，先选取最轻的一组通过缓慢起吊然后下落，验证起重设备工作正常。

再选取15m跨最重的一组通过缓慢起吊、下落验证起重机的承载能力。试验完成后再按照拆除顺序进行拆除。

吊装贝雷梁采用钢丝绳捆绑钢丝绳卡子固定的方式进行挂钩，钢丝绳与贝雷梁接触的地方加设橡胶垫，保护钢丝绳，吊点设于每组贝雷梁端头1/4处，端梁走行时要同步，先起吊离开横梁5cm，静止5分钟检查各部位无异常后再横移，纵移速度控制在10m/min，纵移快到位后应减慢速度，用制动设备制动，不得依靠挡铁制动。

在完成每跨拆除后进行下一跨拆除前均按照相同的办法对桥式起重机进行起吊试验方可进行正式拆除。

（2）贝雷梁拆除

从29#墩开始依次拆解24m跨、22.5m跨、15m跨贝雷梁，每跨拆除先从既有线方向逐组吊拆，起吊时将整组贝雷梁提升至高出未拆除贝雷梁顶，通过电葫芦的横、纵移依次将贝雷梁吊移到桥端28#场地，（如有机械故障或停电等情况可及时就地停放）最大吊重为18.06T。由于28#墩边距最近一排钢管柱为24m故直接利用横梁的起吊设备将贝雷梁下落至28#墩侧，再利用50T吊机将贝雷梁吊走、同时拆除工字钢及钢管立柱。贝雷梁在28#墩旁拆除、分解运走。

4．4 拆除桥式起重机

在28#墩侧汽车吊配合拆除电葫芦及横梁。拆除横梁时，先将C型梁在梁顶固结（与安装时相同）再行拆除，汽车吊配合人工将纵向导梁拆除。

5 主要施工安全措施

5．1 五环路安全保证措施

因拱桥施工跨越北京西五环主路，交通流量较大，施工期间不能影响和中断交通，需采取切实可靠的安全防护和道路保畅通措施，与公路交通管制部门签定相关协议。

施工前由首发公司按照交通管制程序，在距施工地点一定范围处设置醒目的限速、禁停等标志、标牌，设专人负责该段交通指挥，并需交管部门确认，保证车辆行驶畅通。

贝雷梁拆除过程中，吊装设施加强检查和维护，吊装作业区做好警示标识和安全防护措施，在起吊及本跨纵移过程中要做好临时交通管制。

拆除最后一组贝雷梁时需在跨路附近分次封闭西五环内、外环路，在夜间车流少时进行施工，每次施工前都进行班前交底会，明确每个人员的职责。现场照明设施亮度、光线都必须满足施工要求，交通限行设施必须备足，并设专人、专车负责安放与回收。

5.2 桥式起重机作业安全保证措施

作业前，吊车司机必须对桥式起重机的主要部件及安全装置进行仔细检查，确认安全后方可进行作业。起重作业前，应对贝雷梁的重量、形状、起吊位置、使用的吊具及捆绑情况进行了解；必须观察周围的地面及空间环境，起重机或起重物体应与高压线保持安全距离，同时须有专人监护。

在起吊前，现场领工员必须对桥式起重机的走行轨道、挂钩、牵引绳等进行检查确认，否则不得进行起吊作业。在起吊过程中设专人进行指挥，专人对吊车的状态进行观察，发现异常立即停止作业，并采取相应措施。

6 结束语

跨既有公路现浇梁门洞式贝雷梁支架采用逆作法进行拆除由于不需在路面支立起重设备，因此只需在拆除每跨最后一组贝雷梁时对道路进行临时封闭，与占路起吊相比可大大减少对既有道路的干扰，也可降低由此产生的交通导改及占道使用费，是一种较少合理的施工方法。同时把电动葫芦桥式起重机走行轨道设在梁面采用曲臂式走行梁也是电动葫芦桥式起重机在运行方式上的一个技术突破点。