陈秋声

(广东省水利水电第三工程局有限公司，广东 东莞 523710)

1 概况

北江(曲江乌石至三水河口)航道扩能升级工程白石窑枢纽船闸工程位于广东省英德市白石窑水电枢纽左岸，工程内容包括新建二线船闸及重建一线船闸。

白石窑枢纽二线船闸施工围堰为地下连续墙，其同时作为挡水及止水建筑物，围堰为超深超厚地下连续墙结构。二线船闸纵向围堰地连墙沿水流方向穿过白石窑旧船闸检修门门库，同时连接土坝(土坝为方圆20 km两岸通行的唯一道路)。该部位为地连墙兼作一、二线船闸之间的连接副坝结构，是本工程最为复杂的结构和关键节点之一，施工技术难度大。门库段地连墙施工区域与白石窑枢纽坝顶公路上下交叉重叠。施工时需对枢纽唯一交通坝顶公路进行拆除，将严重影响两岸交通。

为保证枢纽两岸交通需要，地连墙门库段无法进行全封闭施工，原设计施工方案采取分期施工，将道路分为两部分，一侧通行，一侧围闭施工。经过现场实际调研及超前钻探查地质，地连墙门库段公路车流量大，岩溶发育强烈、地质条件复杂，且施工范围狭小、高差大，施工设备难以布置，若进行分期施工，虽确保两岸交通，但临近地连墙施工区域的道路行车危险性较大，施工、交通安全方面考虑欠缺，实施难度大，且影响施工工期。

因此，针对二线船闸门库段地连墙段施工区与坝顶公路重叠，施工安全风险高、地形条件复杂、枢纽交通不能中断等施工难点，改变原设计分期施工的方案，采取36 m+18 m大跨度贝雷桥作为白石窑枢纽两岸临时交通。地连墙施工安排在夜间，施工期间贝雷桥整体吊离，施工完成后整体恢复。既保证地连墙施工安全、进度，又确保白天两岸交通。解决施工过程中的难题的同时，又保证了两岸交通安全。贝雷桥平面位置如图1所示。

图1 贝雷桥平面位置示意

贝雷桥常用架设方式有：悬臂推出法[1-6]和钢丝绳吊装[7-9]。由于白石窑门库段地连墙施工区域环境复杂，且跨度大，不适用于悬臂推出法。贝雷桥最大吊装长度为36 m，吊装重量达35 t。地连墙施工期间，需多次对贝雷桥进行吊离和复位。利用钢丝绳进行吊装，易造成贝雷桥桁架与钢丝绳连接部位磨损，在吊装过程中主梁、次梁受拉，容易造成主梁、次梁变形，导致结构整体不稳定，发生施工安全事故。针对上述问题，研制了大跨度贝雷桥整体吊装及稳定加固装置，保证大跨度贝雷桥吊装施工安全。

2 贝雷桥整体结构型式

贝雷桥由项目部委托专业厂家进行设计，为双排单层结构形式，贝雷桥共两跨(36 m+18 m)，总长度为54 m。根据现场施工环境、地连墙结构特点及荷载要求，贝雷桥主体选用321型贝雷片(标准件长为3 m)，形成双排单层贝雷架主梁，共2根。其中，36 m贝雷桥主梁为双排单层上下加强型贝雷架，18 m贝雷桥主梁为双排单层不加强型贝雷架。贝雷桥横梁采用采用28#工字钢，间距按1.5 m布置；桥面系由14#工字钢和6 mm花纹钢板组成。14#工字钢间距按0.3 m布置，钢板满铺14#工字钢之上，桥面道路净宽为3.5 m。

贝雷桥设计限载为30 t，施工期间实行交通管制，只允许小型中巴车和小型机动车通行，交通管制期间允许最大通行荷载为15 t，结构形式如图2～4所示。

图2 贝雷桥立面示意(单位：高程m，尺寸mm)

图3 18 m双排单层不加强型贝雷桥断面示意(单位：mm)

图4 36 m双排单层上下加强型贝雷桥断面示意(单位：mm)

3 36 m大跨度贝雷桥吊装施工

3.1 贝雷桥吊装及稳定加固装置设计、加工

1)对撑加固钢件

① 对撑加固钢件采用25b工字钢，长度为4 300 mm，对撑加固钢件的两个终端端部割除150 mm长度的单边翼板(使工字钢贴合贝雷架)，留设另外一边翼板。工字钢两端腰部设有2个直径为Φ20 mm连接孔，用于连接起吊构件。

② 为了保证对撑加固钢件的牢固程度，垂直对撑加固钢件腹板中腰处焊接50 mm×250 mm×14 mm(长×宽×厚)加劲板，左右两侧均焊接2块，共4块；垂直腹板两端均焊接加劲板，左右两侧均焊接1块，共4块；对撑加固钢件上共有8块加劲板。

③ 对撑加固钢件留设翼板侧两端均焊接300 mm×180 mm×14 mm(长×宽×厚)钢板A，共2块。钢板A上预留2个直径Φ20 mm连接孔，与25b工字钢的连接孔对齐，用于连接起吊件与贝雷桥。

④ 与斜撑加固钢件连接的对撑加固钢件中间顶部焊接，1块250 mm×250 mm×14 mm钢板B，并设有Φ20 mm连接孔，用于连接斜撑角钢。对撑加固钢件如图5～6所示。

图5 对撑加固钢件割除翼板侧正视示意(单位：mm)

图6 对撑加固钢件俯视示意(单位：mm)

2)斜撑加固钢件

① 斜撑加固钢件采用100 mm×10 mm角钢，共2根，长度为3 050 mm，角钢一侧终端焊接200 mm×200 mm×14 mm钢板C，用于角钢与贝雷桥主梁连接、固定。

② 角钢两侧终端、钢板B均设有Φ20 mm连接孔，用于连接贝雷桥主梁和对撑加固钢件。

对撑加固钢件如图7所示。

图7 斜撑加固钢件示意

3)起吊件

① 起吊件采用30工字钢，长度为700 mm；与对撑加固钢件连接一端设有直径为Φ20 mm连接孔，用于连接对撑加固钢件；

② 为了保证起吊件的牢固程度，垂直30工字钢腹板焊接加劲板，左右两侧均焊接6块，共12块。

③ 垂直30工字钢顶部焊接一块250 mm×250 mm×14 mm钢板D，钢板设有Φ50 mm吊装孔，与U型扣连接，起吊件如图8所示。

图8 起吊件加固钢件示意(单位：mm)

3.2 贝雷桥吊装及稳定加固装置的安装

根据贝雷桥吊装长度及重量，36 m贝雷桥共安装8个起吊件、4个对撑加固钢件和4个斜撑加固钢件。

贝雷桥整体吊装装置的安装顺序：斜撑垫板、起吊件固定→对撑加固钢件、斜撑加固钢件和起吊件螺栓连接→检查部件连接情况。具体安装如下：

1)将14 mm厚200 mm×200 mm斜撑垫板、起吊件与贝雷桥桁架临时焊接，完成后检查焊接牢固程度。

2)将加工好的对撑加固件与起吊件用钢螺栓连接(25b工字钢切除翼板焊有钢板A的一侧与30工字钢腰部贴合用螺栓连接)(如图9～10所示)。

图9 吊装及稳定加固装置三维示意

3)斜撑加固钢件通过螺栓一端与贝雷桥桁架上的斜撑垫板连接，另一端与对撑加固钢件上的钢板B连接。

图10 贝雷桥吊装及稳定加固装置安装横断面示意(单位：mm)

4)吊装及稳定加固装置按间距6 m布置(如图11所示)。

图11 贝雷桥吊装及稳定加固装置安装平面示意(单位：mm)

3.3 大跨度贝雷桥整体吊装施工

1)贝雷桥吊装施工工艺流程

36 m贝雷桥吊装施工流程如图12所示。

图12 贝雷桥吊装施工工艺流程示意

2)施工前装备

根据现场施工环境、贝雷桥结构参数，通过计算[10-15]确定贝雷桥吊装设备、吊具和吊点进行选择。吊装设备采用350 t履带吊；吊具采用单个吊重9 t以上的U型扣、定制6×37公称抗拉强度为1 400 kN、直径52 mm的钢丝绳。

考虑吊装施工周边环境与施工安全，350 t履带吊在二线船闸上游▽40.00进行施工贝雷桥吊离、复位施工；贝雷桥共设置4个吊点，分别位于距贝雷桥左右两侧9 m的位置。吊装平面布置、吊点布置见图13～14。

图13 吊装平面布置示意

图14 贝雷桥吊点示意(单位：mm)

3)施工方法

① 连接完成后，利用350 t履带吊缓慢起钩，贝雷桥离地5～10 cm后，停止起钩，检查设备有无异常，待整个贝雷桥稳定后再进行吊离。

② 贝雷桥吊离过程中，缓慢移动、放置在指定地点，避免贝雷桥在空中发生转动；需派专人观测风向及风速，如遇6级风速及恶劣天气，停止吊装作业。

③ 地连墙钢筋笼完成吊装后，进行贝雷桥复位，复位过程中，试吊安全无异常后，开始吊装复位；贝雷桥缓慢放入桥台，切忌急速抛放，以防贝雷桥变形或造成桥台损伤。

④ 复位后，检查贝雷桥稳定性，拆除对撑、斜撑加固件等构件。

⑤ 恢复两岸交通。

4 结语

白石窑枢纽船闸工程门库段地连墙施工区域贝雷桥最大跨度为36 m，重量大，吊装难。地连墙施工时需多次吊离和复位贝雷桥，采用传统吊装方式易导致贝雷桥与钢丝绳连接部位磨损，主、次梁易变形等问题。通过研制贝雷桥吊装及稳定加固装，保证吊装的安全性和贝雷桥稳定性，降低吊装难度。且吊装装置具有可重复利用，节约、环保。可为类似大跨度贝雷桥吊装施工提供参考依据。