系杆拱桥边跨门式飞燕施工技术

2012-04-10蔡赞文

城市建设理论研究 2012年6期

蔡赞文

摘要：系杆拱桥边跨门式飞燕是对称平衡主跨水平推力的重要结构，一般采用预应力钢筋混凝土结构设计。因此确保边跨施工质量是确保主桥结构安全的重要要素。芜湖袁泽桥主桥为带副拱的中承式菱形变截面钢管混凝土拱桥，边跨采用门式飞燕结构，结合施工实例，介绍门式飞燕施工技术，包括施工方案、机械设备、质量控制措施等，为类似工程提供一种安全、可靠、实用的参考方案。

关键词：拱桥飞燕桥梁混凝土施工

Abstract: the bowstring arch bridge across the side door type is symmetrical balance fly horizontal thrust a main important structure, generally USES the prestressed reinforced concrete structure design. So make sure across the construction quality is to ensure that the main structure of the importance of safety factor. YuanZeQiao wuhu bridge as take a pair of arch ZhongChengShi diamond cross-section of concrete filled steel tube arch bridge, the side door type across the fly structure, combined with the construction practice, this paper introduces construction technology fly door type, including the construction scheme, mechanical equipment, quality control measures for similar project to provide a safe, reliable and practical references.

Keywords: arch bridge concrete construction of the bridge to fly

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

芜湖袁泽桥主桥为带副拱的中承式菱形变截面钢管混凝土拱桥，理论拱轴线拱脚水平距离135m，矢高30m。主桥边跨设置门式飞燕以提供系杆的张拉结构，边跨跨度40m。飞燕采用混凝土结构，飞燕拱肋部分正截面采取变高矩形截面。飞燕拱肋实际高3.607～4m，宽2.5m。飞燕在过渡墩一侧设置双支座，下接过渡墩，主拱侧与主墩墩身固结。飞燕共设置了7道横梁。飞燕通过设置预应力横梁抵抗设置在其内部的系杆平弯外拉效应和飞燕横向弯矩效应。袁泽桥主桥立面布置见图1，飞燕构造见图2、图3。

图1 主桥立面布置图

2 总体施工方案

本项目边跨门式飞燕施工具有以下特点：一是工程量较大（飞燕拱肋、横隔梁、横系梁全为现浇混凝土结构，每个飞燕混凝土方量为1420m3），设计要求单个飞燕尽可能一次性浇筑完成，最多两次浇筑完成，增加了施工难度；二是两岸飞燕下均有新、老防

图2 飞燕立面构造

图3 飞燕半平面构造

洪墙通过，地下有横桥向铸铁排水管、高压线塔架基础等地下障碍物,对临时墩基础布设与施工有较大的影响；三是飞燕拱肋最高在7号横梁处达到6.8m，对支架的设计与施工，以及满足支架设计预压荷载要求，确保支架的安全与稳定带来较大困难；四是根据设计提供地质资料，飞燕原地面下3～9m存在一软弱下卧层，承载力只有60Kpa，影响地基承载力，需对基础方案进行特别设计；五是飞燕结构复杂，内部预埋构件较多，施工时需确保预埋构件的准确。

为确保飞燕施工的安全稳定，经反复研究比较，拱肋和横隔板部分采用钻孔灌注桩基础作为支墩，在其上搭贝雷膺架的施工方案；横梁及面板部分支架方案采用地基硬化后搭设满堂碗扣式钢管脚手架施工。

(1)支墩位置根据现场条件和贝雷片长度进行布置，尽量避开防洪墙位置，两端支撑在主墩及过渡墩承台上。

(2)支架采用碗扣式支架，模板采用15mm厚度的优质竹胶板。

(3)拱肋弧线采用小段直线想相连的以直代曲方案。

(4)底模支撑由于不是水平，方木纵横梁接触面小，传力困难，分段直线下采用工字钢作纵梁支撑，同时，由于存在较大施工水平推力，为加大支架整体稳定性，采取钢桁架支撑。

(5)在拱肋高度较高地段，尽量降低钢管支架高度，增加支架稳定性。同时为满足支架预压要求，考虑采用钢件分段预压方案，确保支架变形稳定，满足受力要求。

(6)为减小混凝土浇注施工难度，方便施工，飞燕混凝土采用二次浇筑方案。第一次浇注部分拱肋，从拱肋下部浇注至3#、4#横梁中间（便于避开副拱预应力张拉槽口），高度浇注至于横梁底部齐平（如图2、3阴影部分）。第二次浇注剩余部分。第一次浇注采用单台泵车分别从单条拱肋拱脚开始向上浇筑，按照规范要求分层浇筑；第二次浇注采用两台泵车分别从1#横梁两侧向中心浇筑至7#横梁，最后浇注横系梁。

3 膺架结构及桩基布置方案

受地上、地下障碍物影响，结合现场实际，设计膺架结构共3跨， 4个临时墩，其中0#墩、4#墩分别设置于主墩承台及过渡墩承台上，1～2跨跨越防洪墙，1号墩设置高低墩，在承台上靠近2#支墩侧预埋3块钢板，设置3根φ50的钢管立柱。膺架梁采用标准贝雷片，其中0～1#墩顶布置8排贝雷片，1～3#墩顶布置10片贝雷片。桩基采用在0#、1#墩位置分别设置2根直径120cm的钻孔桩；在0#、1#、3#墩顶采用钢管桩接高，钢桩顶采用工字钢作为分配梁；1#、2#墩墩顶设计5.5m×1.8m×1.5的承台。桩基布置及膺架结构方案如图4、5所示。

图4 桩位平面布置示意图

图5 膺架布置示意图

4、膺架结构受力检算

4.1 膺架梁计算

（1)拱肋荷载计算

（3）经计算，墩顶受力

单层单片贝雷片允许弯矩788.2 KN.m、允许剪力245.2KN。

根据膺架梁剪力及弯矩情况，考虑横系梁施工，0～1跨采用8片贝雷片，1～3跨采用10片贝雷片。

（6）桩基计算

根据单桩荷载情况，确定单桩承载力按照300t设计，根据地质情况，确定桩径为1.2m，桩底标高为-22.4m。

（7）墩顶分配梁计算

经计算，单墩墩顶采用2根Ⅰ40a工字钢。