貝雷橋

貝雷橋

貝雷橋(Bailey Bridge),1938年英國工程師唐納德·西·貝雷發明。這種橋以高強鋼材製成輕便的標準化桁架單元構件及橫樑、縱梁、橋面板、橋座及連線件等組成,用專用的安裝設備可就地迅速拼裝成適用於各種跨徑、荷載的桁架梁橋。

貝雷橋簡介

1938 年, 英國工程師唐納德·西·貝雷發明了貝雷橋 (Bailey Bridge). 這種橋以高強鋼材製成輕便的標準化桁架單元構件及橫樑、縱梁、橋面板、橋座和連線件等組成,用專用的安裝設備可就地迅速拼裝成適用於各種跨徑、荷載的桁架梁橋, 在國內定名為裝配式公路鋼橋,是鋼橋中的一種,但又不等同於鋼橋,貝雷橋更為典型,其主要特點是模組化,套用更為便捷、廣泛。

在我國,早期貝雷橋主要套用于軍事上即軍用鋼橋,現在貝雷橋除了作為戰備鋼橋外,已經廣泛套用於搶險救災、交通工程、危橋加固等各領域。 比如 2008 年 5. 12 地震期間,就有大量的貝雷橋用於搶險救災,貝雷橋對抗震救災物資前運、傷員後送及民眾撤離起到了較為關鍵作用。

施工工藝

施工程式

施工準備→墩台基礎處理→橋台混凝土澆築→鋼橋架設。

施工總體布置

根據現場施工條件及施工進度計畫安排,先進行兩個橋台基礎的開挖,基礎開挖完成後,進行橋台混凝土施工,兩個橋台同時施工,待橋台混凝土達到設計強度後,進行貝雷橋安裝。

施工準備

1)施工道路。施工道路利用變電站進場開挖施工道路。2)施工用電。該工程主要用電採用柴油機發電。3)測量施工。對橋台位置地形進行測量放線,確定基礎高程,並根據橋台設計尺寸放 出基礎開挖邊線、中心控制點及順橋向軸線。澆築施工時,應定時校核模板,嚴格控制墩台體形及高程。

基礎開挖

先進行兩個橋台的基礎開挖,根據橋台設計尺寸用測量儀器放出基坑上口開挖邊線及下口邊線,爆破開挖採用 PC320 液壓反鏟開挖。

混凝土橋墩施工

1)模板安裝。橋台混凝土模板採用組合鋼模板,鋼模板在每次使用前需清洗修理,並在鋼模表面塗刷脫模劑。模板由 5t 自卸汽車運至現場,人工倒運至倉面。根據測量放樣點進行模板安裝,測量複測後進行內拉內撐加固及補縫,並在澆筑前再進行複測。

2)澆築準備和檢查驗收。當倉位的施工縫面處理、模板支立、鋼筋綁紮與焊接等工序完成後,立即從上到下進行澆築倉位的清理工作,將施工時留在倉內的所有材料和棄料清出倉外,並用清水沖洗,直至倉面水變清。搭好必要的施工平台,並用清水將模板和施工縫面潤濕後,將倉內積水清理乾淨。開倉前嚴格按照三檢制度通過自檢,並按照規定填寫好倉位驗收表,再申請監理工程師組織驗收,簽認合格後立即開倉澆築。

3)混凝土澆築:

①混凝土的運輸、入倉方式。混凝土由拌和機拌制好後手推車推至集料斗來完成其水平運輸。混凝土採用斜面搭設溜槽入倉。

②鋪料方式 採用平鋪法鋪料,每層鋪料厚度為30 ~ 50cm。由短邊沿長邊方向進行混凝土鋪築,保證混凝土在下層混凝土初凝前覆蓋下層混凝土,保證上下層混凝土整體性較好。

③混凝土平倉及振搗 主要採用人工持鐵杴平倉。混凝土振搗時採用電動軟軸插入式 50mm 型振搗器振搗,混凝土入倉後按梅花型插入進行振搗。混凝土澆築時應選用有經驗的工人按規範操作,防止過振和漏振,嚴禁在倉內加水,影響混凝土的質量。

④拆模與養護 在混凝土澆築完成後,模板的拆除應在達到有關規範規定的強度後才能拆模,避免在夜間或氣溫驟降期間拆模,嚴禁因搶進度而提前拆模,從而影響混凝土質量。混凝土澆築完後應進行養護,噴灑時間在混凝土表面已收水,呈濕潤狀態時進行。養護採用人工灑水和花管噴水養護。

⑤台背回填 台背回填需要橋台混凝土強度達到 70%以上方可進行,採用分層填築,分層厚度不大於30cm,採用 20t 振動碾進行碾壓,振動碾無法碾壓的位置,採用平板振動夯進行人工夯實。

施工準備

1)在兩個橋台之間搭設腳手架,上鋪馬道板作為鋼橋架設平台。兩側橋台至施工道路部位採用 ZL50C 裝載機進行場地平整。畫出料場線,註明橋樑各構件、配件及架設工具的堆放位置。

2)由測量放線定出搖滾、平滾與座板的位置。測出橋樑中線樁及搖滾、平滾和 座板標樁的高程。橋樑中線樁應測至對岸鼻架端能到達之最遠處。

3)架設橋樑所需配件、架設工具及各種機械設備應準備齊全,由 5t 自卸汽車運至施工現場分批分類堆放。

滾軸安裝

根據架設需要,搖滾安置在推出岸與對岸的岸邊,與支座板的距離為 0.75m。在搖滾安裝前,先安置好搖滾樣盤,安置樣盤方法:根據標定的位置,在安裝樣盤的地方作橋樑中線的垂線,再在垂直線上量出樣盤間距的一半(1.875m),即可定出樣盤 的位置。樣盤位置確定後,將滾軸放置在樣盤上,搖滾在樣盤上的位置是向橋中線一邊靠緊。平滾用來拼裝橋樑,原則上在推出岸搖滾之後每隔 6m 布置一組,如不滿足平滾承載力要求,可根據具體情況作適當調整。平滾樣盤位置確定類同搖滾樣盤,只是從樣盤格端算起離橋樑中心線距離為 1.6m。平滾在樣盤上的位置是向樣盤中肋貼緊。滾軸安放好以後,仔細檢查它的落座是否穩固,縱橫向位置是否準確,沿縱向檢查橋樑推出時橋尾是否觸及地面。經檢查滾軸位置確屬無誤後,方可進行橋樑的拼裝架設工作。

橋樑的拼裝

為避免在推出過程中,因前部懸空而發生傾倒的危險,需在正橋的前端另拼裝 5 節鼻架,均為單排單層。因該橋跨度較大,為減輕推出質量,先不裝足上層桁架待鼻架到達對岸後,拆除鼻架,再裝齊不足部分桁架。
1)拼裝前的橋跨結構的核算:①推出岸搖滾承載力核算 該橋樑為加強型 3 排雙層鋼橋,搖滾的位置安放在座板前(靠河側)0.75m 位置。當橋樑推到一定位置時,搖滾的前後質量處於平衡狀態,此時搖滾承受了包括鼻架在內的、以搖滾為支點的推出橋的全部質量,也是搖滾承受的最大質量。經計算,3 排雙層加強型鋼橋的最大推出質量為 100t。架設時推出岸採用 4 個搖滾,每個搖滾滾軸承重為:1000/4=250k N,滿足搖滾的承載力要求。②平滾承載力核算 在推出岸搖滾之後每隔 6m 安裝 1 組平滾。當桁架拼至第 2 組與第 3 組平滾之間時,由於前端懸臂作用的關係,使懸臂端桁架因自重力而下垂,致使推出岸搖滾與第 2 組平滾之間產生向上撓曲的反拱現象,使第 1 組平滾不受力,而第 2 組平滾承受約 12m(4節)範圍內的橋樑質量。對於 3 排雙層加強型橋樑,每節質量為 6.13t,第 2 組平滾承受的質量為:6.13×4=24.52t, 每個平滾分攤的質量為:24.52/4=6.13t,大於每 1 個平滾設計承受的質量6t,因此需減少平滾間距。平滾間距 改為在搖滾之後每隔 4.5m 安裝 1 組,則第 2 組平滾承受約9m(3 節)範圍內的橋樑質量。第 2 組平滾承受的質量為:6.13×3=18.39t,每個平滾分攤的質量為:18.319/4=4.598t,小於每 1 個平滾設計承受的質量 6t,因此滿足要求。

2)鼻架的拼裝 鼻架拼裝步驟如下:①在推出岸兩邊的每個搖滾上各豎放所需桁架,桁架一端放在搖滾上,另一端 放在臨時墊木上 (因平滾間距為 4.5m,而一片桁架的長度只有 3m,故需用臨時墊木)。各片桁架的陰陽頭朝向均無關係,但必須全橋一致。②將第 1 根橫樑置於前端豎桿後面,並將橫樑底面內兩排孔眼各自套入兩片桁架下弦橫樑墊板上的栓釘,用橫樑夾具夾住,但不擰緊,待橫樑上的斜撐安裝好後才能將橫樑夾具擰緊。③安裝第 2 節桁架,同時安裝前 1 節桁架的斜撐。④在第 2 節桁架前端豎桿後面安裝橫樑,用橫樑夾具輕輕夾住,待橫樑上斜撐安裝好後再擰緊。⑤安裝第 3 節桁架,並在第 1 節桁架上安裝抗風拉桿,在第 2 節桁架的橫樑上 安裝斜撐。⑥根據兩岸地面高差和鼻架端的撓度,確定下弦接頭數目、接頭位置以及鼻架端的抬高度,然後在鼻架下弦兩桁架接頭處安裝下弦接頭,並用桁架銷子連線。依照上述拼裝步驟循環進行,直至鼻架拼裝完畢。

3)正橋拼裝 先進行 3 排單層的底層橋樑的安裝,在完成 4 節 3 排單層的底層橋樑後,開始安裝第 1 節橋樑的上層桁架。

① 3 排單層的底層橋樑的拼裝:第 1 節拼裝:將第 1 節的內排桁架連線在已裝好的鼻架上。將第 2 排桁架抬起置於平滾或墊木上,並與安裝好的鼻架對齊,用人扶住,使第 1、第 2 排桁架上弦桿的頂面在 1 個標高上,然後在兩桁架之間安裝支撐架,待第 1 節桁架的橫樑就位後,擰緊支撐架螺栓。安裝第 2 節橋樑的第 2 排桁架。抬上第 1 節橋樑的第 3 排桁架,各用 1 人扶住,不讓傾倒。在第 1 節桁架中豎桿前安裝橫樑,用橫樑夾具夾住,但不擰緊。在第 1節桁架後端豎桿前,安裝第 2 根橫樑,用橫樑夾具夾住,仍不擰緊。在第 1 節桁架前端豎桿後安裝第 3 根橫樑,並在第 2 根橫樑上安裝斜撐。安裝第 1 節橋樑的抗風拉桿,並在第 2 與第 3 排桁架前端豎桿上安裝聯板,然後擰緊所有橫樑夾具。 至此第 1 節橋樑已全部安裝完畢,第 2 節的第 2排桁架也已裝上。其餘各節拼裝:安裝第 2 節的內排桁架。安裝第 3 節的第 2 排桁架。安裝第 2 節的第 3 排桁架。在第 2 節桁架的後豎桿前安裝橫樑,但不夾緊。在該橫樑上安裝斜撐,同時安裝抗風拉桿。安裝中橫樑。安裝支撐架(在第 1 排第 2 排桁架上弦桿頂平面上)和聯板(在第 2 排與第 3 排桁架前端豎桿上)。擰緊所有橫樑夾具和抗風拉桿,然後安裝橋面板。按上述程式循環進行安裝其他各節桁架,直至全部拼裝完成為止。

②上層桁架拼裝 :上層桁架的拼裝在 3 排單層的底層橋樑前 4節拼裝完成後進行。為了拆卸方便,3 排雙層橋樑上層桁架的銷子,最好均由里往外插。故次 1 節的外排桁架必須在前 1 節的中排架安裝之前裝上,否則外排桁架的銷子就無法裝上。當桁架就位後,即可在第 1 與第 2 排桁架的後豎桿上(如為同一節應同時在前豎桿上)和上弦桿頂面安裝水平支撐架,另外應在第 2 與第 3 排桁架的前豎桿上安裝聯板。所有鼻架及正橋的拼裝均由 8t 汽車吊吊裝就位。

橋樑的推出

採用卷揚機作為橋樑推出時的牽引工具,在右岸橋台上安置滑輪,其位置應正對橋樑中心線。用鋼絲繩穿過滑輪,其兩端系在鼻架下弦接頭後面的桁架豎桿與橫樑交接處。繫結點要墊以麻袋、草袋或木料等軟物,防止結構構件與鋼絲繩之間磨擦而受損。橋樑推出時,速度應緩慢而平穩。當鼻架推過對岸搖滾後,即將鋼絲繩改系在正橋相應的地方。

橋樑落座

推橋工作完畢後,橋樑端柱正好對準支座板中心,拆除鼻架後,落橋即可開始進行。用千斤頂頂在橋樑的下弦將橋樑頂起少許,其位置定在桁架弦桿與腹桿的交點處。千斤頂與弦桿之間放一塊厚鋼板,將力量平均傳布到弦桿的槽鋼上。千斤頂座下應墊墊木,以利於橋樑傳來的反力分布在較大的地面上。橋樑被頂起後,將搖滾和樣盤取出,搖滾下的支座移至預先放好的支座板上,然後降橋工作即可開始。降橋時,推出岸橋端先予降下,與此同時,對岸橋端降落的準備工作開始進行。待推出岸橋端落到支座就位後,對岸的落橋工作便開始進行。橋樑降落時,各個千斤頂的降落速度保持一致,以免將橋樑的質量集中在某一個千斤頂上,造成千斤頂或橋樑弦桿的損壞。同時應在千斤頂附近的橋樑下弦下面放臨時墊木,墊木與弦桿應留有一定空隙,以免千斤頂失靈或損壞,橋樑跌落落差不致過大。臨時墊木隨橋樑的降落逐一取出。

引橋安裝

橋樑座落用普通千斤頂在橋樑下弦,其位置最好在桁架弦桿與腹桿交點,千斤頂與弦桿之間放一塊厚板,將壓力平均傳布到弦桿的兩個槽鋼上。切不可把千斤頂頂在一根槽鋼上,更不應該讓槽鋼翼緣單獨承受千斤頂的力量。橋樑座落工作完成後,即開始鋪設引橋,連線橋樑與路堤的引橋,其縱坡不宜過大。引橋可用 1 節亦可用兩節,視地形與引橋需要保持的縱坡而定。

施工安全控制

1)要求貝雷橋施工作業前建立各級安全施工責任制,各級人員必須認真遵守國家有關安全方面的政策、法令和規章制度。建立安全崗位責任制,逐級簽訂安全生產責任狀,明確分工,責任到人。

2)在編制施工組織設計和施工計畫的同時編制安全技術措施;主管施工生產的領導和施工負責人員在布置施工任務時,必須同時布置安全工作;根據工程和施工特點編制安全交底。班組在班組長領導下,負責本班組的安全施工,督促工人遵守操作規程和各項安全施工制度,組織班前班後的安全監查;參加施工的人員應遵守安全施工規章制度,不得違章作業。

3)加強安全生產教育,提高全員安全意識。重點進行 4 個方面的教育:強化施工安全意識;安全基本知識和技能的教育;遵守規章制度和崗位標準化作業的教育;文明施工的教育。

4)嚴格安全監督,建立和完善定期安全監查制度。各級安全領導小組要定期組織檢查,各級安全監督人員要經常檢查,真正把事故消滅在萌芽狀態,同時嚴格事故報告和獎罰制度。

5)加強安全防護,設定安全防護標誌。橋樑施工作業設立安全欄桿、安全網,腳手架要搭設牢固;貝雷架安裝範圍內必須設定警戒線,作業時警戒線內不得站人,並派專人指揮。作業人員嚴禁酒後上崗,嚴格遵守操作規程,創造一個安全、文明的施工環境。

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