上杭县南门大桥主桥拱肋施工方案比较

■邱招选

(上杭县公路工程管理站，上杭 364200)

1 工程概况

南门大桥是上杭城区建设路上连接中心区与南岗区的重要过江通道。现存南门大桥已属危桥，因此修建新的南门大桥是改善道路交通环境，促进区域经济发展的重要工程。南门大桥位于城市景观轴线和规划中的城市中心区“临江广场”，同时也是汀江沿岸景观带上的重要节点，桥梁景观要求很高。

上杭南门大桥由主桥及南、北引桥构成，主桥为跨度180m 中承式拱桥，设计为有推力结构，采用大直径钻孔灌注直桩基础；南引桥为2×19m 预应力空心板桥，北引桥为4×19m 预应力空心板桥。标准段桥梁宽度按远期交通量设置为双向六车道+两侧各1.5m 非机动车道+两侧各2.5m 人行道，桥面全宽为31m。主桥拱肋跨度180m，采用变截面钢筋混凝土箱形结构，其中两侧各15m(纵向水平距离)为实心断面，宽2.5m，高由6.0m 至4.5m；拱肋跨中段120m(纵向水平距离)为等高混凝土箱形断面，宽为2.5m，高为3m，其余拱肋为变高度混凝土箱形断面，宽为2.5m，高由4.5m 至3.0m。

2 拱肋施工方案比较

对于大跨度混凝土拱桥，常见的施工方法有预制拼装法，劲性骨架分层浇注法及转体施工法，上述方法适用性不同，且在我国也均有较多的成功先例。

预制拼装法特点：在预制厂将拱肋化整为零，分段进行预制，然后利用缆索吊机或支架拼装成为整体。

劲性骨架分层浇注法特点：利用型钢或钢管根据设计线形及尺寸制成，并安装就位形成钢骨架，然后用系吊在钢骨架上的吊篮分层、逐段浇注混凝土形成钢筋混凝土拱肋。

转体施工法特点：将拱圈或整个上部结构分为两个半跨，分别在河流两岸利用地形或简单支架现浇或预制装配成半拱，然后利用动力装置将其两半跨拱体转动至桥轴线位置合龙成拱。

上述三种方法各有优缺点，在上杭南门大桥均有实现的可能。现将三种方法的优缺点及综合费用列表1 所示。

通过上述比较，推荐采用劲性骨架分层浇注法施工拱助。

3 劲性骨架拼装方案比较

上杭南门大桥主跨180m，由于场地条件较好，非汛期汀江流量不大，因此两侧各15m(水平距离)采用满堂支架法浇注，中间150m(水平距离)设置钢管混凝土劲性骨架。其中劲性骨架弦杆采用φ450×14mm，腹杆及上、下平联根据部位分别采用L125×10 或L75×10，大桥劲性骨架共用钢材约285t。拱助劲性骨架设置图见图1 和图2。

图1 拱肋劲性骨架设置图(单位：m)

表1 拱肋施工方法比较表

图2 标准断面劲性骨架设置图

对于采用劲性骨架施工的拱桥，劲性骨架的拼装可采用少支架提升法或缆索吊装法，上述两种方法对于上杭南门大桥均可行。下面详细介绍两种拼装方案。

3.1 少支架提升法

根据主拱圈劲性骨架的架设需要及施工步骤，将主拱劲性骨架分为三段独立吊装就位，每段重量约为50t，并设置段间合拢段。

单片拱肋劲性骨架沿顺桥向总共设置6 组临时支墩，临时支墩采用三角形结构形式，在三角形三个角点部位设置立柱，立柱之间采用型钢制作平联结构。立柱材料为Φ529×6.5mm 钢管加工制作，稳定平联及斜撑采用[12 加工制作。稳定平联及斜撑按照2.5m 间隔加工制作，相邻两组三角墩净空为3m。

该支墩既充当劲性骨架分段提升的提升点，也充当劲性骨架精确定位、拱轴线调整的临时结构。临时支墩分布于主拱圈劲性骨架两侧，在顺桥向临时支墩的里程位置，沿横桥向设置两个三角墩形成一组临时支墩。临时支墩布置图见图3 和图4。

图3 临时墩断面图(单位：mm)

图4 临时墩立面布置图(单位：cm)

劲性骨架拼装完毕后，临时墩与劲性骨架竖向脱开。此时临时支墩仅为方便施工，保证劲性骨架横向稳定性设置，不再承担竖向荷载。为保证临时墩的横向稳定性，在劲性骨架提升到位后，两对应三角支架间设置平联，形成整体，并应在支墩顶部与劲性骨架间设置横、纵桥向的限位措施。

3.1.1 方案优点

(1)充分利用了汀江在非汛期流量小，且场地条件佳的优势，工程投入小。

(2)劲性骨架采用支架提升、拼接，施工难度小，拼接质量易于保证。3.1.2 方案缺点

(1)劲性骨架合拢完毕，拱肋混凝土浇注过程中仅能通过支架位置设置千斤顶，对拱肋线形微调，拱肋施工必须严格管理，精心控制，成拱线形方可满足设计要求。

(2)拱肋施工过程无便捷的材料运输通道，施工时需投入较大人力，且对施工速度有一定影响。

(3)无专业的吊装手段，拱肋横撑，吊杆横梁等构件需通过设置拱肋吊装设备等方式实现。

3.2 缆索吊装法

根据主拱圈劲性骨架的架设需要及施工步骤，将主拱劲性骨架分为10 段独立吊装就位，每段重量约为15t，在跨中设置合拢段。

劲性骨架拼装时，每一段前端设置一道扣索，利用扣索调整劲性骨架线形。劲性骨架合拢后，扣索放松，混凝土浇注过程中，如拱肋线形偏离设计时，通过张拉相应扣索调整。

3.2.1 方案优点

(1)拱肋混凝土浇注过程中可通过斜拉扣索调整拱肋线形，成拱线形易保证。

(2)缆索吊机可提供便捷的材料运输通道，可节约施工人力，施工速度较快。

(3)拱肋横撑，吊杆横梁可利用缆索吊机安装就位。

3.2.2 方案缺点

(1)缆索吊机规模大，投入高。

(2)劲性骨架利用缆索吊机吊装，利用斜拉扣索调整线形，施工难度大，施工控制难度大。

图5 缆索吊立面布置图

3.3 方案比较

少支架提升法及缆索吊装法均可满足拱肋劲性骨架拼接要求，且各有优、缺点，现列表2 所示。

表2 劲性骨架安装方法比较表

4 结束语

南门大桥拱肋施工方案的进一步设计优化，使拱肋混凝土浇注过程中能通过斜拉扣索对成拱线形进行调整，在线型上达到设计最优的效果。

综合两种安装方法优缺点，缆索吊装法工程造价虽比少支架提升法高70 万元，但是主拱肋施工采用缆索吊装法，既可满足通航净距及净高要求，又避免了采用少支架提升法无法在施工中进一步控制拱肋线型等，是跨越航道拱桥的一种经济安全、技术可靠的施工方法，可保证主拱肋安装合龙后精度达到规范规定值。

[1]于涛.大跨度钢管混凝土拱桥主拱肋灌注施工[J].铁道标准设计,2006(11).

[2]韩牛牛.1-128m 跨钢箱系杆拱桥架设施工工艺[J].铁道建筑技术,2011(S1).

[3]陈宝春.钢管混凝土拱桥设计与施工,钢管混凝土拱桥实例集(一),杆系与箱形梁桥结构分析及程序设计等,北京：人民交通出版社.