陳秋聲

(廣東省水利水電第三工程局有限公司，廣東 東莞 523710)

1 概況

北江(曲江烏石至三水河口)航道擴(kuò)能升級(jí)工程白石窯樞紐船閘工程位于廣東省英德市白石窯水電樞紐左岸，工程內(nèi)容包括新建二線船閘及重建一線船閘。

白石窯樞紐二線船閘施工圍堰為地下連續(xù)墻，其同時(shí)作為擋水及止水建筑物，圍堰為超深超厚地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。二線船閘縱向圍堰地連墻沿水流方向穿過(guò)白石窯舊船閘檢修門門庫(kù)，同時(shí)連接土壩(土壩為方圓20 km兩岸通行的唯一道路)。該部位為地連墻兼作一、二線船閘之間的連接副壩結(jié)構(gòu)，是本工程最為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之一，施工技術(shù)難度大。門庫(kù)段地連墻施工區(qū)域與白石窯樞紐壩頂公路上下交叉重疊。施工時(shí)需對(duì)樞紐唯一交通壩頂公路進(jìn)行拆除，將嚴(yán)重影響兩岸交通。

為保證樞紐兩岸交通需要，地連墻門庫(kù)段無(wú)法進(jìn)行全封閉施工，原設(shè)計(jì)施工方案采取分期施工，將道路分為兩部分，一側(cè)通行，一側(cè)圍閉施工。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)研及超前鉆探查地質(zhì)，地連墻門庫(kù)段公路車流量大，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈、地質(zhì)條件復(fù)雜，且施工范圍狹小、高差大，施工設(shè)備難以布置，若進(jìn)行分期施工，雖確保兩岸交通，但臨近地連墻施工區(qū)域的道路行車危險(xiǎn)性較大，施工、交通安全方面考慮欠缺，實(shí)施難度大，且影響施工工期。

因此，針對(duì)二線船閘門庫(kù)段地連墻段施工區(qū)與壩頂公路重疊，施工安全風(fēng)險(xiǎn)高、地形條件復(fù)雜、樞紐交通不能中斷等施工難點(diǎn)，改變?cè)O(shè)計(jì)分期施工的方案，采取36 m+18 m大跨度貝雷橋作為白石窯樞紐兩岸臨時(shí)交通。地連墻施工安排在夜間，施工期間貝雷橋整體吊離，施工完成后整體恢復(fù)。既保證地連墻施工安全、進(jìn)度，又確保白天兩岸交通。解決施工過(guò)程中的難題的同時(shí)，又保證了兩岸交通安全。貝雷橋平面位置如圖1所示。

圖1 貝雷橋平面位置示意

貝雷橋常用架設(shè)方式有：懸臂推出法[1-6]和鋼絲繩吊裝[7-9]。由于白石窯門庫(kù)段地連墻施工區(qū)域環(huán)境復(fù)雜，且跨度大，不適用于懸臂推出法。貝雷橋最大吊裝長(zhǎng)度為36 m，吊裝重量達(dá)35 t。地連墻施工期間，需多次對(duì)貝雷橋進(jìn)行吊離和復(fù)位。利用鋼絲繩進(jìn)行吊裝，易造成貝雷橋桁架與鋼絲繩連接部位磨損，在吊裝過(guò)程中主梁、次梁受拉，容易造成主梁、次梁變形，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體不穩(wěn)定，發(fā)生施工安全事故。針對(duì)上述問(wèn)題，研制了大跨度貝雷橋整體吊裝及穩(wěn)定加固裝置，保證大跨度貝雷橋吊裝施工安全。

2 貝雷橋整體結(jié)構(gòu)型式

貝雷橋由項(xiàng)目部委托專業(yè)廠家進(jìn)行設(shè)計(jì)，為雙排單層結(jié)構(gòu)形式，貝雷橋共兩跨(36 m+18 m)，總長(zhǎng)度為54 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境、地連墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及荷載要求，貝雷橋主體選用321型貝雷片(標(biāo)準(zhǔn)件長(zhǎng)為3 m)，形成雙排單層貝雷架主梁，共2根。其中，36 m貝雷橋主梁為雙排單層上下加強(qiáng)型貝雷架，18 m貝雷橋主梁為雙排單層不加強(qiáng)型貝雷架。貝雷橋橫梁采用采用28#工字鋼，間距按1.5 m布置；橋面系由14#工字鋼和6 mm花紋鋼板組成。14#工字鋼間距按0.3 m布置，鋼板滿鋪14#工字鋼之上，橋面道路凈寬為3.5 m。

貝雷橋設(shè)計(jì)限載為30 t，施工期間實(shí)行交通管制，只允許小型中巴車和小型機(jī)動(dòng)車通行，交通管制期間允許最大通行荷載為15 t，結(jié)構(gòu)形式如圖2～4所示。

圖2 貝雷橋立面示意(單位：高程m，尺寸mm)

圖3 18 m雙排單層不加強(qiáng)型貝雷橋斷面示意(單位：mm)

圖4 36 m雙排單層上下加強(qiáng)型貝雷橋斷面示意(單位：mm)

3 36 m大跨度貝雷橋吊裝施工

3.1 貝雷橋吊裝及穩(wěn)定加固裝置設(shè)計(jì)、加工

1)對(duì)撐加固鋼件

① 對(duì)撐加固鋼件采用25b工字鋼，長(zhǎng)度為4 300 mm，對(duì)撐加固鋼件的兩個(gè)終端端部割除150 mm長(zhǎng)度的單邊翼板(使工字鋼貼合貝雷架)，留設(shè)另外一邊翼板。工字鋼兩端腰部設(shè)有2個(gè)直徑為Φ20 mm連接孔，用于連接起吊構(gòu)件。

② 為了保證對(duì)撐加固鋼件的牢固程度，垂直對(duì)撐加固鋼件腹板中腰處焊接50 mm×250 mm×14 mm(長(zhǎng)×寬×厚)加勁板，左右兩側(cè)均焊接2塊，共4塊；垂直腹板兩端均焊接加勁板，左右兩側(cè)均焊接1塊，共4塊；對(duì)撐加固鋼件上共有8塊加勁板。

③ 對(duì)撐加固鋼件留設(shè)翼板側(cè)兩端均焊接300 mm×180 mm×14 mm(長(zhǎng)×寬×厚)鋼板A，共2塊。鋼板A上預(yù)留2個(gè)直徑Φ20 mm連接孔，與25b工字鋼的連接孔對(duì)齊，用于連接起吊件與貝雷橋。

④ 與斜撐加固鋼件連接的對(duì)撐加固鋼件中間頂部焊接，1塊250 mm×250 mm×14 mm鋼板B，并設(shè)有Φ20 mm連接孔，用于連接斜撐角鋼。對(duì)撐加固鋼件如圖5～6所示。

圖5 對(duì)撐加固鋼件割除翼板側(cè)正視示意(單位：mm)

圖6 對(duì)撐加固鋼件俯視示意(單位：mm)

2)斜撐加固鋼件

① 斜撐加固鋼件采用100 mm×10 mm角鋼，共2根，長(zhǎng)度為3 050 mm，角鋼一側(cè)終端焊接200 mm×200 mm×14 mm鋼板C，用于角鋼與貝雷橋主梁連接、固定。

② 角鋼兩側(cè)終端、鋼板B均設(shè)有Φ20 mm連接孔，用于連接貝雷橋主梁和對(duì)撐加固鋼件。

對(duì)撐加固鋼件如圖7所示。

圖7 斜撐加固鋼件示意

3)起吊件

① 起吊件采用30工字鋼，長(zhǎng)度為700 mm；與對(duì)撐加固鋼件連接一端設(shè)有直徑為Φ20 mm連接孔，用于連接對(duì)撐加固鋼件；

② 為了保證起吊件的牢固程度，垂直30工字鋼腹板焊接加勁板，左右兩側(cè)均焊接6塊，共12塊。

③ 垂直30工字鋼頂部焊接一塊250 mm×250 mm×14 mm鋼板D，鋼板設(shè)有Φ50 mm吊裝孔，與U型扣連接，起吊件如圖8所示。

圖8 起吊件加固鋼件示意(單位：mm)

3.2 貝雷橋吊裝及穩(wěn)定加固裝置的安裝

根據(jù)貝雷橋吊裝長(zhǎng)度及重量，36 m貝雷橋共安裝8個(gè)起吊件、4個(gè)對(duì)撐加固鋼件和4個(gè)斜撐加固鋼件。

貝雷橋整體吊裝裝置的安裝順序：斜撐墊板、起吊件固定→對(duì)撐加固鋼件、斜撐加固鋼件和起吊件螺栓連接→檢查部件連接情況。具體安裝如下：

1)將14 mm厚200 mm×200 mm斜撐墊板、起吊件與貝雷橋桁架臨時(shí)焊接，完成后檢查焊接牢固程度。

2)將加工好的對(duì)撐加固件與起吊件用鋼螺栓連接(25b工字鋼切除翼板焊有鋼板A的一側(cè)與30工字鋼腰部貼合用螺栓連接)(如圖9～10所示)。

圖9 吊裝及穩(wěn)定加固裝置三維示意

3)斜撐加固鋼件通過(guò)螺栓一端與貝雷橋桁架上的斜撐墊板連接，另一端與對(duì)撐加固鋼件上的鋼板B連接。

圖10 貝雷橋吊裝及穩(wěn)定加固裝置安裝橫斷面示意(單位：mm)

4)吊裝及穩(wěn)定加固裝置按間距6 m布置(如圖11所示)。

圖11 貝雷橋吊裝及穩(wěn)定加固裝置安裝平面示意(單位：mm)

3.3 大跨度貝雷橋整體吊裝施工

1)貝雷橋吊裝施工工藝流程

36 m貝雷橋吊裝施工流程如圖12所示。

圖12 貝雷橋吊裝施工工藝流程示意

2)施工前裝備

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境、貝雷橋結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算[10-15]確定貝雷橋吊裝設(shè)備、吊具和吊點(diǎn)進(jìn)行選擇。吊裝設(shè)備采用350 t履帶吊；吊具采用單個(gè)吊重9 t以上的U型扣、定制6×37公稱抗拉強(qiáng)度為1 400 kN、直徑52 mm的鋼絲繩。

考慮吊裝施工周邊環(huán)境與施工安全，350 t履帶吊在二線船閘上游▽40.00進(jìn)行施工貝雷橋吊離、復(fù)位施工；貝雷橋共設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)，分別位于距貝雷橋左右兩側(cè)9 m的位置。吊裝平面布置、吊點(diǎn)布置見(jiàn)圖13～14。

圖13 吊裝平面布置示意

圖14 貝雷橋吊點(diǎn)示意(單位：mm)

3)施工方法

① 連接完成后，利用350 t履帶吊緩慢起鉤，貝雷橋離地5～10 cm后，停止起鉤，檢查設(shè)備有無(wú)異常，待整個(gè)貝雷橋穩(wěn)定后再進(jìn)行吊離。

② 貝雷橋吊離過(guò)程中，緩慢移動(dòng)、放置在指定地點(diǎn)，避免貝雷橋在空中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；需派專人觀測(cè)風(fēng)向及風(fēng)速，如遇6級(jí)風(fēng)速及惡劣天氣，停止吊裝作業(yè)。

③ 地連墻鋼筋籠完成吊裝后，進(jìn)行貝雷橋復(fù)位，復(fù)位過(guò)程中，試吊安全無(wú)異常后，開(kāi)始吊裝復(fù)位；貝雷橋緩慢放入橋臺(tái)，切忌急速拋放，以防貝雷橋變形或造成橋臺(tái)損傷。

④ 復(fù)位后，檢查貝雷橋穩(wěn)定性，拆除對(duì)撐、斜撐加固件等構(gòu)件。

⑤ 恢復(fù)兩岸交通。

4 結(jié)語(yǔ)

白石窯樞紐船閘工程門庫(kù)段地連墻施工區(qū)域貝雷橋最大跨度為36 m，重量大，吊裝難。地連墻施工時(shí)需多次吊離和復(fù)位貝雷橋，采用傳統(tǒng)吊裝方式易導(dǎo)致貝雷橋與鋼絲繩連接部位磨損，主、次梁易變形等問(wèn)題。通過(guò)研制貝雷橋吊裝及穩(wěn)定加固裝，保證吊裝的安全性和貝雷橋穩(wěn)定性，降低吊裝難度。且吊裝裝置具有可重復(fù)利用，節(jié)約、環(huán)保?？蔀轭愃拼罂缍蓉惱讟虻跹b施工提供參考依據(jù)。