CB200 型贝雷桥安装施工技术应用

翟景科 吴川花

中国水利水电第十一工程局有限公司（450000）

1 工程概况

圣巴勃罗水电站位于哥斯达黎加Tarcoles 河上， 坝址距离哥斯达黎加首都圣何塞约1 h 的车程，坝址上游控制流域面积约1 708.5 km2。 电站枢纽主要由挡水建筑物、泄水建筑物、左岸输水系统和左岸地面厂房等组成。

2 修建贝雷桥的目的及说明

2.1 修建贝雷桥的目的

本工程拌和系统、加工厂、物资部、试验室等临建设施布置在右岸场地，项目营地、生活区、机电仓库等临建设施布置在左岸场地，工程发电引水系统及厂房设计在左岸。为了保证施工期间左岸和右岸的交通顺畅，在大坝下游拟修建一座CB200 型贝雷桥。

2.2 贝雷桥说明

根据现场实际情况及地质条件，贝雷桥桥址设计在大坝坝轴线下游约380 m 处。贝雷桥桥面高程按照20 年一遇标准设计， 贝雷桥桥面高程拟定为EL160.0 m。 贝雷桥设计单向单车通行， 桥面净宽4.2 m，总长51.816 m，贝雷桥为钢结构桥梁，自重113.1 t，设计荷载50 t，限速15 km/h。 贝雷桥桥墩采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为25 MPa。桥墩高13 m，宽度8 m，桥墩台帽预留二期混凝土，二期混凝土强度等级为30 MPa。

2.3 主要工程量

混凝土浇筑736 m3，钢筋制作安装15.11 t，锚杆安装（4 m）81 根，砂砾石填筑8 000 m3，钢筋石笼700 m3，贝雷桥安装113.1 t。

3 桥墩施工

3.1 桥墩基础处理及开挖

桥墩基础开挖采用反铲开挖，开挖面大片孤石区域采用液压锤进行破碎，开挖后的石渣回填左、右岸施工道路。

3.2 桥墩混凝土施工

桥墩基础开挖完成并经验收合格后，开始贝雷桥基础混凝土浇筑， 右岸桥墩设计高度为13 m，桥墩分4 次施工，即底板1 仓、挡墙分3 次进行浇筑。桥墩浇筑混凝土采用商品混凝土，混凝土指标满足设计强度要求，混凝土振捣采用插入式振捣器。 混凝土初凝后，立即进行洒水覆盖养护。

3.3 桥墩回填及场地准备

1）右岸桥墩背后为填方区域，该填方区域前期作为安装贝雷桥的施工平台，后期作为贝雷桥与R7连接道路，施工期间使用频率较高，其填筑和边坡防护质量要严格控制。

2）根据贝雷桥安装需要和现场实际地形，从贝雷桥桥墩至现有R7 道路约有45 m 直线距离，场地长度基本满足安装贝雷桥需要，上、下游方向沿河边回填，并对靠河一侧边坡作钢筋石笼防护。

3）桥墩混凝土浇筑完成7 d 后，进行桥墩背后回填区回填施工。 回填料采用砂砾石，每层回填厚度40 cm，振动碾分层压实，边角等局部区域采用手扶式振动夯夯实。 桥墩两侧回填区迎水面采用钢筋石笼护坡。

4 贝雷桥架设施工

4.1 贝雷桥架设方法

贝雷桥架设采用悬臂平推法： 将右岸设置为推出岸，在右岸将导梁和主梁构件在平滚上装好，然后利用挖掘机或装载机配合人工逐步推出，直至桥梁达到左岸桥台位置。

4.2 贝雷桥安装施工

4.2.1 滚轴的布置

滚轴分平滚和摇滚两种。 安装时要求场地平整，基础坚实，摇滚和平滚安装顶面高程必须一致，安装时采用水准仪控制高程。 摇滚安装在两岸混凝土桥台上，每个桥台上各安装4 个摇滚。 平滚安装在右岸安装场地，平滚安装间距6～9 m，平滚安装时底部垫枕木。 摇滚和平滚的中心线和贝雷桥中心线重合，安装过程中拉线绳校核[1]。

4.2.2 导梁的架设

导梁共10 节，第1～4 节为SS（单排单层），第5节为SSD（单排单层仅上部加强），第6、7 节为SSR（单排单层上、下加强），第8、9、10 节为DSR2（双排单层全加强），第17 节为正桥段。

导梁架设步骤：第一步，安装第1～4 节鼻梁，桁架阴头端朝前；第二步，安装第5 节，并在第4 和第5 节的下面安装下弦接头，使其翘起；第三步，安装第6～7 节，并使其翘起；第四步，安装第8～10 节；第五步，安装正桥部分。

4.2.3 主桥安装步骤及平衡计算

此安装步骤是按照45 m 安装场地计算， 最多可以安装13 节桥梁。 操作时要根据现场实际情况确定每次安装节数和推出节数，但每次推出前必须有技术部门的平衡计算和许可，确保安全后才能推出作业。

主桥安装步骤：第一步，安装10 节引桥和3 节主桥，不推出，通过计算结构稳定，无配重和配重位置；第二步，推出6 节停止，安全系数4.15＞1.3，通过计算结构稳定，无配重和配重位置；第三步，安装主桥第9～14 节， 共6 节， 推出4 节停止， 安全系数2.77＞1.3，通过计算结构稳定，无配重和配重位置；第四步：安装主桥第5～8 节，共4 节，最后2 节放置配重，推出4 节停止，安全系数1.8＞1.3，稳定，配重15.692 t 平均放置主桥第5、6 节；第五步：安装主桥第1～4 节，共4 节，最后3 节放置配重，推出3 节后引桥搭至左岸摇滚，安全系数1.8＞1.3，稳定，配重30.16 t 平均放置主桥第1、2、3 节。

各安装步骤说明及平衡计算：

第一步：10 节引桥安装完成后安装第15～17 节主桥，共3 节。

第二步：推出6 节停止。

支点平衡计算：

支点后稳定力矩：M1=W3×1.524+W4×6.096+W6×15.24+W5×19.812=293 070（kN·m）

支 点 前 最 大 倾 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，此状态稳定。

第三步：安装主桥第9～14 节，共6 节，推出4节。

支点平衡计算：

支点后稳定力矩：M1=W6×3.048+W5×16.764=627 290（kN·m）

支点前最大倾覆力矩：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，此状态稳定。

第四步：安装主桥第5～8 节，共4 节，推出4 节。通过验算，推出4 节后状态不稳定，在推出前需在主桥第5 节和第6 节安装配重， 配重重量为15.692 t，即43 块桥面板。

支点平衡计算：

支点后稳定力矩：M1=W5×13.716=631 046 （kN·m）

支 点 前 最 大 倾 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，此状态不稳定。需增加配重。增加配重，安全系数取1.8，则增加配重量计算如下：

M=M2×1.8=563 150×1.8=1 013 670（kN·m）

M1+M配=M，

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

按照配重放置在最后两节考虑， 则臂长为8×3.048=24.384 m

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

第五步：安装主桥第1～4 节，共4 节，推出3 节，使引桥搭上左岸摇滚。

通过验算，推出3 节后状态不稳定，需增加配重，按照1.8 安全系数计算配重为30.16 t，配重平均布置在主桥最后三节。

推出时3 节后支点平衡计算：

支点后稳定力矩：M1=W5×12.192+W6×27.432=745 270（kN·m）

支点前最大倾覆力矩：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 节后状态不稳定。 则计计算配重如下。

配重按照1.8 安全系数计算：

M=M2×1.8=1 757 862（kN·m）

配重计划分配到最后三节主桥，则力臂为8.5×3.048=25.908 m

M1+M配=M，则M配=781 272（kN·m）

配重Wa=781 272/25.908/1 000=30.16（t）

4.2.4 桥架推出

桥架的推出应用力均匀、徐缓、平稳，减少悬空部分的震荡。 推进的方向应由专人检查，如发现偏移现象，应立即纠正，可用人工配合反铲拨动尾部的方法加以纠正。

桥架的推出拟采用装载机或反铲配合人力。推桥应严密组织，统一指挥。 指挥员位置，要既能看到对岸滚轴，又能观察到桥架在推进过程中的整体情况。 各组推桥的动作应协调一致。 推出岸滚轴旁配置一名负责人，随时检查推进是否正常[2]。

4.2.5 桥梁的坐落

在桥梁落位之前，先将引桥逐步拆除。 桥梁的座落采用千斤顶逐步降落。 各千斤顶的降落速度要保持一致。 千斤顶安置稳固，防止滑倒。

5 质量控制措施

1）贝雷片应有出场合格证，贝雷桥安装前应对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。

2）贝雷桥拼装严格按照厂家安装设计说明和安装方案进行安装。

3）贝雷桥安装完成后需按照厂家技术要求进行荷载试验和质量验收，验收合格才能投入使用。

6 安全控制措施

1）架设和收撤过程中，必须有人统一指挥。 桥梁悬臂状态时桥上严禁上人。 遇到5 级风，应停止桥梁推进和吊装作业，并采用风绳将引桥端头固定在两侧岸坡坚固的大树或地锚上。

2）桥梁推出安排在白天进行，夜间将桥梁悬出部分固定在桥台上下游岸坡，并根据稳定需要在推出端增加配重，防止桥梁摆动或发生意外。 另外，夜间安排专人在现场值班，发现异常情况及时汇报并作出处理。

3）每次桥梁推出前，由技术部、HSE、施工部共同对桥梁的安装质量、螺栓紧固情况、配重平衡计算、安全防护措施等进行检查复核，验收合格并签字后才能开始推出作业。

4）桥梁在推出时，要有专人随时注意桥梁推出是否平稳正常，如发生异常应立即停止。 如发现悬出端翘起高度不足， 不能顺利搭到左岸摇滚时，可通过调整推出岸摇滚角度， 进一步上扬引桥端头。如果还是不能校正，应及时停止推出或回撤部分桥梁，作质量、安全检查，排除问题后再实施推出。

5）桥梁推出与收回时，要尽快到达对岸摇滚，尽可能地减少悬臂时间。

6）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。

7）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）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20 cm 以内，以保证安全落桥。

9）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，在操作人员必须身穿救生衣。

10）对施工作业人员进行现场技术交底，要求现场指挥和操作人员熟悉施工工序，严格按照技术要求和程序施工。

7 荷载试验

7.1 荷载试验准备工作

试验设备：20 t 自卸汽车2 辆、水准仪2 台。

试验人员：测量人员3 人，安全员2 人，调度员1 人，技术员1 人。

7.2 荷载试验

1）荷载试验前，先由质检人员和安装负责人对桥梁的连接件和安装质量进行检查，检查验收合格后才能进行荷载试验。

2）空载时测量人员用两台水准仪分别对跨中高程进行测量，并作好记录。

3）由调度员指挥一辆总重25 t 汽车慢慢驶上贝雷桥并在中部停下，测量人员在车辆停稳，并且桥中不再有晃动时进行测量。 两台水准仪分别测量跨中相同位置高程，并作好记录。

4）比较空载和25 t 荷载时的挠度变形量。挠度实际值在理论允许值范围内，则继续进行下一步试验。 如果变形超出设计范围，则查明原因或联系厂家解决问题。

5）由调度员指挥一辆总重50 t 汽车慢慢驶上贝雷桥并在中部停下，测量人员在车辆停稳，并且桥中不再有晃动时进行测量。 两台水准仪分别测量跨中相同位置高程，并作好记录。

6）比较空载和50 t 荷载时跨中挠度变形量。挠度实际值在理论允许值范围内，桥梁荷载试验成功，可以通车。 如果挠度值超出设计范围，需查明原因或联系厂家对桥进行处理，直到荷载试验合格后才能通车。

8 结语

哥斯达黎加圣巴勃罗项目贝雷桥安装施工，原计划15 d，实际安装完成只用了12 d，比原计划提前3 d，主要得益于技术准备措施到位，在实际施工过程中严格按照技术要求施工，架设完成后通过各项荷载试验，均达到了设计要求。