悬臂推出法在国际项目贝雷桥架桥中的应用

【摘 要】随着国际水电市场的开发，越来越多国际水利水电工程进点施工，在非洲水利水电施工中，存在过河跨沟无桥梁交通设施，对前期进点及快速展开施工局面影响较大，笔者通过几内亚项目贝雷桥采用“悬臂推出法”迅速架桥方法，为今后国外类似项目贝雷桥施工提供一个简单、易行、安全、快捷的施工方法。

【关键词】贝雷桥；悬臂推出法；施工；应用

1. 工程概况

几内亚水利枢纽项目装机容量450MW，正常蓄水位210m，坝顶高程215.5m，碾压混凝土重力坝最大坝高116.5m，坝轴线长1148m，属大（一）型工程。项目现场仅有一座50年代修建的法国钢桥，仅能满足小车和人员通行。为快速展开项目施工，在法国桥下游侧设计修建一座跨河贝雷桥，总长231m，总重量355.7t，属多跨简支型，采用TSR321三排单层加强型装配式公路钢桥拼装而成。桥台高程115.00m，桥面高程115.67m，桥面净宽3.7m，单跨跨度33m。按超汽-20t级、履带-50、挂80荷载等级设计，可满足50t级的三桥施工车辆、80t以下拖板车及50t履带式机械安全通行。对轮胎式机械行车限速30km/h，履带-50行车限速5km/h。

2. 贝雷桥架设施工方案

2.1 架桥施工方案确定

贝雷桥属多跨结构，安装长度较长、重量较大，项目刚开工进点，受施工场地和道路的制约，大型起重设备无法进入施工现场，确定采用“悬臂推出法”进行贝雷桥架设。

2.2 施工条件

结合现场地形条件，左右岸桥台施工时，沿桥纵向轴线长度分别有38m，28米的临时道路可以回填利用，均需回填至115.00高程。左岸现有施工道路经回填后，地形相对开阔，无建筑物阻挡，桁架可充分伸展，同时考虑到上游法国桥的承载能力较低，因此，宜将桥梁的堆放拼装场地设在左岸。

将左岸桥头左侧场地作为桥梁的拼装推移场地，需沿桥梁纵轴线长度填筑长度40m，宽度8m，高程115.00m的拼装平台（其中12m为站车平台），桁架等桥梁附件的堆放场地设在拼装场地两侧，高程113.00m，两侧总宽度约30m。左侧平台与设计道路连接，坡比为9%。

右岸桥头为牵引场地平台，长度30m，高程115.00，采用原设计路线。

2.3 桥梁架设基本参数及导梁强度计算

结合装配式公路钢桥的架设要求，采用“悬臂推出法”边拼边推。推土机牵引，12t汽车吊辅助拼装，进行临时贝雷桥的架设。桥梁计算主要参数如下：

桥梁单跨33m，由11 个单元节组合而成。为减少拼装时配重使用量，提高装配效率，桥梁安装采用7 节单排导梁，第一节导梁前端加装14#槽钢连系梁，桁架倒向安装，阳头超前，阴头朝后。导梁搭上第一个中墩平滚前，须使装配推移后的整个桥梁的重心落在左岸摇滚的左侧，即平衡力矩大于倾覆力矩。经计算得出，桥梁推出时，导梁搭上第一个中墩平滚前，在不加任何配重的情况下，左岸摇滚左侧须有7 节正桥（每节安装一块桥面板）的保障节。推移时，摇滚左侧节间大于右侧节间即可满足稳定要求。为减少推移阻力，正桥拼装时，在每节正桥上只安装中间的一块桥面板，并相互错开。

导梁搭上中墩平滚后，单排导梁变换成三排正桥存在截面突变，结合面为导梁的危险截面。计算结果如下：

从上表得知，第三节导梁端头搭上平滚后，不能继续推移，需继续拼装正桥，使桥梁推移后左岸摇滚后保持相应的正桥节间。如下图：

导梁全部越过中墩摇滚后，整个桥梁方可大幅推进。

导梁拼装推出摇滚后，呈悬臂结构，搭上第一中墩摇滚前，跨度达33m，桥身自重会产生53cm 的挠度。为顺利搭上中墩平滚，将下弦接头安装在导梁的第二，第三节间，使导梁头部抬高78～80cm。在每节导梁上中部铺设两块马道板，形成人形通道。在导梁到达中墩上空时，依靠人力将平滚或摇滚抬至中墩。

3. “悬臂推出法”架桥施工工艺流程及施工方法

3.1 施工工艺流程

“悬臂推出法”架桥施工工艺流程：现场平整→标定桥梁和辊子的安装轴线→安装所有摇滚和平滚→辊子顶面找平、调整→右岸滑轮安装→导梁及正桥拼装→桥梁推/拖移→正桥拼装拖移→导梁全部越过中墩平滚→正桥拼装，大幅拖移→桥梁就位，拆除导梁→落桥→桥面板安装，紧固→吊装侧压挡墙→左右岸桥头回填。

3.1 施工方法及操作要点

（1）安装现场碾压平整，平面高程与桥台同高；

（2）现场测定桥梁纵轴线。根据轴线在右桥台预埋板上安置定滑轮。引出桥梁两侧一、二排桁架中心线，安放平滚和摇滚，推出摇滚安放在左岸桥台上，确定并安放各中墩的平滚或摇滚。考虑到桥梁自重和方向控制要求，摇滚安放位置分别为0#桥台、2#和5#中墩，摇滚顶面控制高程为115.37m，其余中墩采用平滚布设。每组辊子顶面高程横向误差在0～3mm内；平滚顶面与摇滚顶面高程误差在0～10mm内；

（3）以左岸摇滚为基点，沿第一、二排桁架中线向安装场方向，按要求每6m 安装平滚两组（4 个/组）。用两排方木垫于每组平滚底板下，测其顶面高程，使其依次比前组滚子顶面低1～2cm，严禁平滚顶面高程超出摇滚顶面高度（避免桥梁拼装过程中产生滑移），且所有同组平滚顶面在同一平面内。考虑到场地开阔，可多布置平滚，以增大摇滚后桁架的安装节间。为保证桥梁推出方向，辊子安装时，其横轴线须垂直桥轴线，纵向轴线须平行于桥轴线。摇滚、平滚的横向布置见下图；

（4）桥跨导梁采用7 节，先进行导梁拼装，在导梁第2、3 节间安装下弦接头。导梁拼装完成后，拼装正桥两节，每节正桥中部错开布设一块桥面板，裝载机向前推移桥梁4 节后，继续正桥安装；

（5）从导梁拼装到正桥拼装，推移过程中，导梁搭上第一个中墩平滚前，左岸摇滚后需保持7 节的正桥标准节。导梁搭上平滚后，可顺次将桥梁向前拖移2 节，使第三节间的端头落在平滚上，再进行后续正桥安装；endprint

（6）第三节间导梁端头搭上1#中墩平滚时，左岸摇滚左侧须有4 节正桥的保险节，否则不得推进。当全部导梁越过1#中墩平滚后，桥梁方可大幅推进；

（7）正桥第2 、第76 节桁架安装加强弦杆；正桥第1 、第77 节下弦安装斜面弦杆，使桥梁顺利通过摇滚；

（8）严格按TSR321 型公路钢桥安装工艺拼装钢桥。拼装过程中，安装前一节桁架的抗风拉杆，须在后一节的横梁和斜撑安装后进行，以防引起桁架的横向变位。安装连接构件时，前一节的斜撑和抗风拉杆可先安装就位，但不拧紧，待下一节横梁装好后，再全部拧紧；抗风拉杆拧紧时，调节螺栓须顶到长度指示块；

（9）桥梁拖移依靠右岸推土机牵引，牵引绳穿过预设定滑轮，以减少轴线偏移量。桥梁拼装快完时，最大摩擦力约36t，若右岸推土机拉不动，可用装载机在左岸顶推。利用牵引钢丝绳穿过滑轮，另一端系在下弦接头桁架竖杆与横梁交接处，控制拖移方向，并统一旗哨指挥，严格控制推拉速度，用力均匀、缓慢而平稳；

（10）桥梁落座就位后，安装桥面板。待桥落座就位，面板全部安装完，再安装路缘。

4. “悬臂推出法”架桥安全技术措施

（1）拼装阶段安全措施

1）现场技术人员全程监督，确保左桥台摇滚后保障节的节间数，使桥梁平衡力矩始终大于倾覆力矩。

2）根据摇滚后安装场地长度，尽可能多拼装桥梁节间数。

3）桥梁正桥到达右岸桥墩前，在正桥最后一节（第77 节）尾端增设一节双排导梁，防止推进过猛使桥梁滑出左岸摇滚。可在安装桥头端柱时拆除。

4）拼装时，将撬杠插入桥梁下弦和摇滚间，使桥梁不产生纵向滑移。拖移桥梁前，须拔出撬杠。

5）桥梁的紧固件，须在桥梁推移前紧固完成。

6）安装过程中，所有人员佩带安全防护用品，高空作业人员挂设安全带。

（2）推移过程安全措施

1）复查桥梁结构的螺丝紧固情况，符合要求方可拖移。

2）推进桥梁时，统一旗哨指挥，左岸桥台点位、导梁到达中墩点位，右岸拖移设备点位等重要点位设专人监管。

3）推进过程中，及时观察桥梁运行方向。桥梁接近平衡点和斜面弦杆滑上辊子前易偏转，人员须站在偏转半径外。发生偏转，及时停止拖移，倒换钢丝绳牵引点，调正方向后方可继续。

4）承接导梁的中墩部位，设专职人员，协助导梁准确落在辊子上，发生偏移，可用撬杠拨动导梁。左岸摇滚两侧各设专职人员一名，观察拖移时桥梁在摇滚上的运行工况，防止桥梁滑出摇滚。

5）拖移完成后，及时将撬杠插入桥梁下弦和摇滚间。

（3）落桥时安全措施

1）从中间向两端逐次降落。降落施工前，将撬杠插入桥梁下弦和摇滚间，保证桥梁在顶起和下落时不产生纵向滑移。

2）在千斤顶上放置δ16mm 钢垫板，置于桁架弦杆与腹杆节点的下弦杆底部，增大接触面，防止桁架局部变形。同一桥墩上，将同侧桁架同时顶起，移去辊子，垫支方木，方木高度比原辊子顶面低10cm。一侧降落后，用同种方法再降低另一侧。

3）纵向相邻两桥墩不能同时将桥顶起，须在一个桥墩降落10cm 后，再进行另一桥墩的落桥作业。

4）各千斤顶的降落度要一致，以免桥梁发生扭曲。不得在千斤顶顶起时进行桥梁结构的其它操作。

5）在相邻桥墩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，两侧高差须控制在10cm 内。

6）严禁用千斤顶顶升横梁。落桥完成后，再进行桥梁其它剩余结构的操作。

7）桥梁落座完成后，需全面由桥的中部向两端对螺栓检查紧固，并在销子周围涂抹润滑油，以防雨水进入。

5. 结语

几内亚苏阿皮蒂项目在贝雷桥安装施工过程中，成功运用“悬臂推出法”，结合杠杆原理推移桥梁，利用普通设备，实现了贝雷桥的快速安全架设施工，比原计划提前一周完成，并节约了成本投入。该方法技术合理，简便易行，经济和社会效益明显，具有较好的推广价值，对今后国外类似项目贝雷桥施工，具有较大的借鑒意义。

作者简介：

许泾川（1983年—），男，工程师，2003年参加工作至今，就职于中国水利水电第三工程局有限公司，主要从事工程施工技术与管理工作。endprint