1基本资料
新疆开都河柳树沟水电站工程HD-200型贝雷桥横跨开都河,桥址位于大坝上游围堰3#隧道进口100m处,主要为施工前期主要干道,连接左右岸交通。桥址河面宽40余米,河水受上游18km处察汗乌苏水电站发电用水量控制,河水流量基本为178m3/s,水流湍急。左岸有通往桥台的临时道路,仅宽18m;通往右岸无任何道路可使用,机械设备无法跨河通过,桥址附近仅有一座可供行人通过的90m临时跨河索桥,右岸桥台山体陡峻,桥台通过手风钻开挖爆破、人工清渣、人工浇筑混凝土而成。贝雷桥架设成功后将与右岸交通洞相连,成为施工主干道。
根据合同约定,此桥为察汗乌苏电站2#交通桥,由使用单位自行拆除、自行设计安装,且为总价承包项目,使用完毕后拆除归还给业主。贝雷桥跨度54.864m,净跨53.664m,由18片3m长4排单层加强腹板拼装而成,总重量151t,桥面净宽4.2m,荷载45t。贝雷桥形式及地形条件如图1所示。
2安装方案论证
贝雷桥安装常规的方法是悬臂推出法[2],这种方法最简单也最安全,通常由生产厂家设计安装方案。此贝雷桥导梁由7跨单梁和4跨双梁组成,总长33m,采用导梁安装最少需要11跨即33m的安装场地,但受地形限制,左岸桥台安装场地只能够安装6跨导梁即18m场地,且此桥为运行4年的旧桥,厂家不提供任何帮助和安装意见,故不具备悬臂推出法安装条件。
采用两岸桥台门架钢丝绳吊索安装方法,所需两条主索钢丝绳直径为Ф46,吊具吨位20t,需要专门制作加工,左右岸主索门架钢材用量大,设备无法到达右岸,主索跨河架设难度大、时间长,成本昂贵,而且安装风险较大,任何一个吊具、地锚出现问题,后果都不堪设想。
采用180t~240t大吨位吊车吊装,一是进场沿线道路中几处过河钢桥承载力不够,无法到达吊装现场;二是左岸桥台下方吊装场地不够;三是吊装费用高。
根据桥址实际安装地形条件,并经现场踏勘、反复进行多种方案论证,最终决定采用配重法安装比较稳妥,安装技术难度低,容易操作,安装现场有现成的钢筋预制混凝土梁可作为配重,安装过程中可控性强,前期准备工作量小,在安装过程中只需注意配重数量及位置即可,安装风险小,是本次贝雷桥安装最佳方案。
3配重法安装方案
配重法安装充分利用左岸18m即6跨的安装场地,每次在第6跨位置进行安装,在第5跨和第6跨安装配重,为了便于安装纵梁底部和顶部的加强弦杆,配重在第6跨的位置不得超过跨中,即不得超过加强弦杆连接位置。每次安装一跨并安装相应配重然后先前推进一跨,即每次向右岸推进3m,然后在第6跨位置安装下一跨,安装完成后,将配重后移至第5跨和第6跨之间,最后向右岸推进,依次类推[1]。
安装顺序采用“747”安装法,即:第一步安装7跨单梁,第二步安装4跨双梁,第三步安装7跨4片梁。
3.1安装配重组合
安装7片单梁,此时不需要配重。首先拼装5跨单梁,向右岸推出1跨,然后每安1跨向右岸推出一跨,依次类推直到安装好第1跨双梁,此时右岸悬挑3跨单梁,左岸4跨单梁和1跨双梁作为配重。
从安装第2跨双梁开始直到第一节导梁到达右岸桥台滚轮上共分15步安装,每一步安装完成后安装混凝土梁配重,向前推进,从1块到最后的30块。
3.2安全保证措施
3.2.1通过受力计算,在其基础上增加挠度富余量
导梁抵达对岸时,经扰度公式f=5ql4/384EI+pl3/48EI计算导梁端挠度为1.2m,加上到达对岸滚轴时富余高度0.2m,因此必须消除1.4m挠度。在左岸安设2组滚轮,即桥台最边缘滚轮和第5垮配重承载滚轮,两个滚轮高差为0.4m,即2组滚轮坡度为1.273°,成上坡趋势,以此来消除导梁端头挠度,使导梁顺利地到达右岸桥台滚轴之上。
挠度计算只是理论值,由于此桥是使用了4年的旧桥,为了防止挠度过大,导梁端头低于右岸桥台无法搭在滚轮上,采用5t卷扬机和230推土机在导梁端头牵引。在架设前期,卷扬机可作为牵引动力,在后期导梁即将到达右岸时,可作为垂直牵引力消除超设计挠度。
3.2.2采取纠偏措施
考虑顺河道上下游风阻力,在导梁端头上下游方向安装风缆,防止风阻力过大使导梁端头偏离中心线,如果发生偏离,采用风缆牵引进行纠偏。
当采取风缆无法纠偏时,采用两个50t千斤顶将桥顶起,在腹梁底部横向铺设滚轮,并在滚轮上铺设钢板,然后落下钢桥,采用导链拉动钢桥到设计位置。
3.2.3采取防倾覆技术保证
为了防止在牵引过程发生倾覆,在左岸第5跨梁底部两旁各架设一道钢丝绳垂直牵引,导梁安全推进后换回原位。
3.2.4采取防牵引过快技术保证
在左岸桥台设置防止牵引过快保护钢丝绳。钢丝绳水平最大位移控制在3.0m以内,保证每次牵引距离不超过3m。
4安装效果
此次贝雷桥通过以上几种方案讨论,最终选取配重法架设,导梁仅用3天时间顺利搭上右岸桥台,配重位置、数量及安全系数选取均达到预期效果,节约成本达7.5万元。安装现场安全和谐,并受到业主、监理及兄弟单位的好评,并经荷载试验验收合格,完全满足工程需要。
5结束语
新疆开都河柳树沟水电站贝雷桥安装方案的设计上考虑了多种不利因素,设计了多种方案,召开了多次方案研讨会,最终采用配重法安装方案,合理分析,制定对策,精心施工保证了贝雷桥安全、快速地架设成功。此方法经过项目QC小组的实施获得了2011年度全国工程建设优秀质量管理小组三等奖。采用配重法对151t贝雷桥的成功架设,为窄场地地形条件下大吨位贝雷架的架设提供了很好的借鉴和参考。
参考文献
[1]李俊.HD200型贝雷桥施工技术.科技信息.2009,(15),241-297.
[2]黄邵金,刘陌生.装配式公路钢桥多用途使作手册.广州军区工程科研设计院[M].人民交通出版社,2002年3月.
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