义乌市兴隆大桥设计

2011-07-25刘小庆

山西建筑 2011年32期

刘小庆

1 工程概况

义乌江北侧为下骆宅镇政府及配套居住区，南侧为工业区及农居点，兴隆路是连接两个区域的最直接的通道，也是重要交通性主干道，对分流37省道的交通量有重要意义。桥位跨越义乌江，地貌属堆积地貌冲积平原，微风化岩层埋深较浅。桥址气候为亚热带季风气候，年平均气温17．2℃，多年极端最高气温42℃，多年极端最低气温为-10．7℃。

主要技术标准:设计车速:60 km/h;设计荷载:公路Ⅰ级;桥梁宽度为38 m，双向六车道;地震烈度为6度，抗震设防类别为B类。

桥梁宽度:5 m(人行道、非机动车道)+3．0 m(机非分隔带)+22 m(机动车道)+3．0 m(机非分隔带)+5 m(非机动车道、人行道)=38 m。

桥跨布置:全桥分3联，跨度布置为(4×20)m+126．5 m+(4×20)m，其中主桥为126．5 m中承式钢管混凝土拱桥，引桥均采用现浇预应力混凝土连续箱梁，全桥长290．22 m，见图1。

图1 全桥桥型布置（单位：m）

2 桥梁结构设计

由于桥位河道有通航要求，桥型方案选择考虑的主要因素是工程造价、景观、施工难易程度、后期养护费用等，为避免水中基础施工，主桥跨度以不小于120 m为宜。最终中承式钢管混凝土拱桥方案以桥面高度合理、桥梁长度最小、工程造价合理等优势，确定为最终方案。

2． 1 主桥结构设计

主桥结构形式为中承式钢管混凝土拱桥。拱肋的理论计算跨径为120 m，计算矢高26．667 m，矢跨比1/4．5，拱轴线采用二次抛物线。

主桥共设两片钢管混凝土拱，拱高3．4 m，宽1．75 m，拱肋截面为桁架式，拱肋间中距25 m。上下弦杆均为由两根φ750 mm的钢管通过平联板连接而成的横哑铃形，共4根钢管。再通过竖腹杆和斜腹杆组成空间桁架结构，上、下弦钢管及平联板厚度为16 mm。除拱脚混凝土方包段腹杆采用φ300 mm厚16 mm的钢管，其余腹杆均为φ300 mm厚12 mm的钢管;上、下弦管内灌注C50微膨胀混凝土，其余为空钢管。拱肋主管采用螺旋焊接，钢管均采用Q345C卷管。

每片拱肋设18根吊杆，吊杆布置采用可换式双吊杆，吊杆纵向间距为5．5 m，吊杆上下端均设减振器。为方便换索，吊杆采用双吊杆形式，纵向间距35 cm，上端锚固于拱肋的下弦杆，下端锚固于横梁，每对吊杆规格为2×61φ7，吊杆采用强度1 670 MPa的φ7 mm高强镀锌平行钢丝，锚头采用冷铸镦头锚。

桥面以上两主拱拱肋间设置3道横撑，横撑上下弦杆采用φ650 mm厚14 mm的钢管，腹杆均为φ250 mm厚12 mm的钢管。

横梁均采用预应力混凝土结构，为中间截面高度2．15 m、宽0．9 m、长38 m的预应力钢筋混凝土预制梁，横梁预应力钢束采用φs15．2 mm的高强度低松弛钢绞线。横梁两侧设置牛腿，用以搁置桥面板。

桥面板为梁高0．45 m的钢筋混凝土π形预制板。π形板先简支搁置于横梁上，通过纵、横向后浇带形成多跨连续体系。

桥面铺装:主桥桥面铺装层厚15 cm，基层为8 cm厚C40钢纤维防水混凝土，内设钢筋网，钢纤维混凝土计入桥面板的受力截面中。中间层为防水剂。面层为7 cm厚沥青混凝土。

主拱拱座为两个分离式实心钢筋混凝土结构，明挖扩大基础。拱座持力层为微风化泥质粉砂岩。为提高拱肋整体性，拱座中间用系梁相连。系梁采用空心结构，壁厚1．0 m，基础厚1．5 m，箱内各设一道纵横向隔墙。

拱座上设置立柱，引桥边跨支承于柱顶盖梁上。

2． 2 钢结构防腐设计

防腐设计是钢管拱桥的重要组成部分，采用不同的防腐措施对桥梁的使用寿命和工程造价均有较大的影响，本工程按长效防腐进行设计。采用热喷铝+外涂层方式。本桥钢结构防腐分为钢结构的外壁、内壁两种情况区别对待。

外壁防腐方案为:喷砂除锈Sa3级;底涂层采用热喷铝不小于180 μm;封闭涂层为环氧封闭漆一道，干膜厚度50 μm;中间涂层为环氧云铁漆两道，干膜厚度2×60 μm;面涂层采用氟碳漆两道，干膜厚2 ×35 μm。

内壁防腐除要求密封外，还要求:喷砂除锈Sa2级;涂无机富锌底漆两道，干膜厚2×25 μm。

3 桥梁施工组织设计

1)下部结构施工。下部结构采用扩大基础，基坑开挖到位后尽快用C30混凝土对中风化岩层进行封岩。拱座采用围堰施工，围堰上口应比施工时最高水位高1 m以上。由于拱座为大体积混凝土，施工时设置冷却管通水养护，降低内外温差。

2)上部结构施工。上部结构采用缆索吊装系统安装，分别在河道两侧设置两主塔，主塔索跨170 m左右。钢管拱肋钢管用一组主索道吊装拼装，横梁采用双索道抬吊，桥面板等也采用缆索吊装系统吊运。主桥的施工顺序如下:a．施工下部结构的同时，制作上部钢结构和混凝土预制构件;b．架设缆索吊装系统;c．吊装拱肋，同步安装风撑，调整拱轴线，完成拱脚封铰混凝土施工;d．灌注拱肋混凝土、拱脚段缀板间空腔混凝土，要求浇筑密实且左右对称进行;e．安装墩上立柱及横梁;f．架设桥面板，完成纵横向湿接头;g．拆除缆索吊装系统，安装桥面系、附属结构。

钢管内混凝土采用大功率混凝土泵进行泵灌，要求一根钢管内的混凝土在初凝时间内一次泵灌完成，中间不得有间断。泵灌入口设在灌注段根部，以顶推方式灌注，严禁从中部或顶部抛灌。泵灌前，应先压入清水清洗钢管，润泽内壁，然后压入水泥浆，再连续泵入混凝土。灌注温度应大于5℃、小于40℃，钢管温度高于40℃时，应采取措施降低钢管温度。钢管混凝土应先做配合比试验，建议掺入减水剂和微膨胀剂，以提高工作性能。混凝土灌注完毕后，采取锤击法和超声波检测法对拱脚、拱顶等关键部位进行检测，条件允许可进行全拱肋检测。四根弦杆的灌注顺序对结构受力有影响，因为先灌注的钢管将先参与后期受力。施工时应先灌注上弦，后灌注下弦，有利于后期荷载;先灌注外侧，再灌注内侧，有利于横向稳定。