牛路河特大桥设计与关键技术研究

摘要：本文以文献参考法和工程案例分析法，结合牛路河特大桥设计及关键技术的应用，提出了此项目桥梁方案的选择和设计方案要点及施工方案注意事项，期望为相类似项目的施工技术应用提供一定的理论参考。

关键词：牛路河特大桥;设计;关键技术

特大桥设计及关键技术的研究中，最为重点的内容是设计方案的拟定、初选及最终比较分析，从方案设计优点、工程造价、施工方案选择等方面，综合考虑，并进行比选，最终确定合理的特大桥设计及关键技术的应用方向。

一、工程简介

牛路河特大桥系张花高速花垣至里耶、永顺连接线及古丈连接线延伸段公路工程（第二合同段：永顺连接线）上一座特大桥，桥梁中心桩号K22+298，该桥跨越的河流为牛路河，桥梁位于猛洞河漂流终点下游600m处。桥位至永顺县城约22.51。桥位于抚志镇与高坪乡交界，为跨越牛路河而建，根据《张花高速永顺连接线工程可行性研究报告》评估报告及批复，桥面设计全宽10m。根据初步设计的相关意见和要求，现执行的相关初步设计执行情况为：（1）该桥起终点段均位于R-125m，LS-75m曲线内，桥梁应加宽。执行情况：对位于曲线上的引桥加宽，加宽后桥梁全宽11.5m。（2）部分桥墩一般构造图与桥型布置图不一致，且部分墩台基础出露地面线，不合适。执行情况：调整墩台高度，使结构更加合理。同时，这也为后续施工方案的比选及相关技术要点的分析提供一定理论基础。

二、桥梁方案的选择及设计要点分析

（一）牛路河特大桥设计方案

在最终方案的选定过程中，主要借助专家评审和会审等，集中讨论方案的优劣势，并结合造价及投资等，综合比选出最优方案。因此经过了初步设计方案的汇报及比选后，立即开展了桥位的地质钻探工作，并确立了推荐桥型方案主跨195m钢筋混凝土箱形拱桥设计施工方案。

在对主桥进行设计的过程中，应结合拱箱节段和缆索的起吊运输方式，将其运输到指定的设计位置，并将两拱箱的拱肋进行拼装，将箱顶、底板和单箱的三室结构进行合理化的分析，并对主拱圈结构进行合理化分析，从而保证整体结构中预制主拱圈的两个边箱结构的稳定性，结合预制节段的尺寸，将其整个的结合面进行嵌合，并设置好与引桥、台座等半跨式结构的稳定性，从而有效的保证整体尺寸结构的准确，并结合浇筑的施工方法，合理确定整体施工工艺的先进性。拱上其他建筑和部分引桥采用现场浇筑的施工方法。为架设缆索，在桥梁两岸分别设置缆吊索塔，设计初拟的缆索吊主跨度为310.28米，施工必须根据自己的技术能力和设备条件对方案进行合理的优化。分别在两岸过渡墩上设置临时斜扣索索塔，通过安装在扣索索塔和地锚上的扣索，安装主拱圈节段，通过扣索调整节段坐标和结构内力状态，按斜拉桥的施工过程控制施工主拱圈。

（二）施工方案设计要点

本桥上承式钢筋混凝土空腹箱型拱桥总体布置是：净跨径10=195m，净矢高fit=39m;计算跨度1=197.0943m，计算矢高f=39.39m。桥宽为10.0m（其中车行道净一9.0田），桥面系由7片跨径为tom装配式后张法预应力混凝土简支空心板组成。左右岸引桥各设1×20m装配式后张法预应力混凝土简支空心板+5×20m现浇钢筋混凝土箱型连续梁。

拱上简支板梁与主拱圈之间通过盖梁和立柱连接，立柱下与拱圈间设横梁。桥面横坡通过立柱盖梁调整形成，其桥面铺装为C50防水混凝土厚为13cm。此主桥的设计中，箱型主拱圈截面的主要尺寸为宽8.0m，且高为3.6m，主要是单箱三室的断面结构形式，其中标准段的结构中，其边箱的宽度为2.5m，而竖腹板的厚度为35cm，其次在顶板及底板的结构中，其厚度分别为25cm。拱脚根部需要过渡，同时也需要加大承载力，提升整体结构的稳定性。

三、所选择施工方案注意事项

施工方案的注意事项中主要从上部构造、下部构造、桥面系和施工精度三个方面进行分析：

（一）上部结构

主拱圈和PC空心板为C50混凝土，为本桥最主要的受力构件，也是确保耐久性达到100年使用期的关键部位，建议按高性能混凝土进行材料选用和配合比设计，使其具有高耐久性、高体积稳定性、高工作性和高保塑性。

预制拱箱腹板最小厚度为13cm，要求先進行工艺操作试验，总结经验可行后方可正式操作，浇筑混凝土时务必捣振密实。

此外，每一段拱箱都允许弧长具有一定的偏差，内弧偏离过程中的设计弧线应为5mm，且断面的尺寸结构及厚度应为-0～+10mm。

（二）下部结构

拱座及其基础、桥墩和桥台为大体积混凝土，施工时应采取可靠措施，减少混凝土水化热的有害影响，避免裂缝发生。若拱座基础与后壁边坡之间出现空隙，则应回填混凝土，与基础混凝土一起浇筑形成整体。混凝土等级与基础馄凝土相同。大桥施工完毕后，请按设计要求，在背拱上及两岸边坡上施工供管养使用的通道。桥头搭板台后5-10m填土采用砂砾土填筑，压实度应达%%以上，防治桥头跳车。

（三）桥面系

桥面防水采用在上部结构顶面涂刷防水涂料的方式，同时要求防水涂料具有较好的粘结性、耐热性和抗老化性。其抗剪强度应≥1MPa。弹塑体混合料无缝伸缩装置的使用效果及耐久性，主要取决与弹塑体材料的质量和施工工艺，请购买合格的品牌材料，并建议请厂方技术人员指导施工。

（四）施工精度

拱箱预制节段的上弧长的误差应控制在弧长的1/4000以内;一片拱箱合龙后轴线偏差应控制在+10mm以内;对称接头相对高差30mm以内;拱圈完成后拱轴线的偏差应在20mm以内;拱圈完成后的实测高程与监控要求的高程相差应在30mm以内。

四、结束语

综上所述，特大桥梁的建设过程中，设计及施工方案的选择是相互紧密联系的，在结构的设计上应遵循设计规范要求，并结合新型设计理念，以适应和确保符合桥梁设计的主体;其次，在新型桥梁建设材料的使用上，应运用先进的设计理念，注重桥梁使用过程中的安全性和耐久性，不断创新设计技术，提高桥梁设计方案选定效率。

参考文献：

[1]叶金池.大桥设计与关键技术研究[J].低碳世界，2015（17）：247-248.

[2]田文民.川藏公路迫龙沟特大桥设计[J].桥梁建设，2017，47（6）：95-100.

作者简介：王剑（1979.06-），男，内蒙古赤峰市人，学历：本科，毕业于包头钢铁学院，现有职称：高级工程师，研究方向：路桥设计。