公路連續(xù)拱橋施工方案的確定

鄭湘芝

（中鐵大橋局集團(tuán)第三工程有限公司，廣東 廣州 510800）

1 工程概況

貴陽觀山大橋主橋的橋跨布置及其結(jié)構(gòu)形式為：主跨為一孔L0＝130米鋼筋混凝土中承式拱，副跨為四孔L0＝50米鋼筋混凝土上承式拱，左右幅橋彼此分離，主橋橋面全幅總寬度為48.3m。副跨為橋面全幅總寬度為44m。其主跨跨越一座靜水湖，兩個(gè)主墩位于靜水湖邊；而副跨則位于湖邊的陸地。

主跨拱肋為現(xiàn)澆鋼筋砼“工”字型實(shí)心肋，肋高3.3m，兩肋平行相距14.4m，兩肋分別由4個(gè)“K”撐，3個(gè)“一”字橫撐聯(lián)結(jié)；吊桿為高強(qiáng)度平行鋼絲、冷注錨錨頭，間距5.92m；吊桿橫梁為預(yù)制鋼筋混凝土箱形梁；縱梁為現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形梁；橋面車行道板為預(yù)制空心板，兩端支承于吊桿橫梁上。

副跨拱肋為現(xiàn)澆鋼筋砼“工”字型實(shí)心肋，肋高1.4m，拱肋間距與主拱肋相同；拱上的排架、立柱和蓋梁均為現(xiàn)澆，其間距為5m一個(gè)，每個(gè)單拱有9個(gè)排架、立柱和蓋梁；橋面車行道板為預(yù)制板，擱于拱上的排架之上。

2 方案介紹及施工要點(diǎn)說明

因該橋系大跨度砼連拱結(jié)構(gòu)，除主跨的吊桿、橫梁以及副跨的橋面板為預(yù)制安裝外，其他結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)澆鋼筋砼，如采用目前國(guó)內(nèi)無支架法施工中常用的轉(zhuǎn)體施工法與整體吊裝法似乎不太適宜，在實(shí)施的過程中也將增加技術(shù)難度，實(shí)施起來也比較困難。故在擬定施工方案時(shí)，主要是圍繞著以拱肋現(xiàn)澆為主的常規(guī)施工方法來進(jìn)行。

方案一：龍門吊機(jī)+棧橋+滿鋪現(xiàn)澆支架法

主副拱施工均采用龍門吊機(jī)輔助施工法。龍門吊機(jī)分別橫跨左、右幅橋，全橋共布置4臺(tái)龍門吊機(jī)。

方案一

其中主拱龍門吊機(jī)凈高40米，吊重50t；邊拱龍門吊機(jī)其凈高20米，吊重25t。主拱處布設(shè)臨時(shí)棧橋跨越靜水湖,負(fù)責(zé)及主拱施工材料及預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸，主、副拱肋均采用滿鋪支架法施工。

主拱施工：建臨時(shí)棧橋，再在棧橋上搭設(shè)拱肋滿堂支架，主拱肋其橫聯(lián)的澆注施工，吊桿、橫梁、橋面板預(yù)制好后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后由龍門吊機(jī)起吊對(duì)稱安裝。在橫梁完成的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行縱梁施工。

副拱施工：進(jìn)行地基處理，再搭設(shè)滿堂現(xiàn)澆支架施工拱肋、拱上的立柱、立柱橫梁、縱梁，橋面板在預(yù)制場(chǎng)制造，由龍門吊機(jī)安裝。

砼連續(xù)拱體系轉(zhuǎn)換：主、副拱的脫拱施工同時(shí)進(jìn)行，落架采用強(qiáng)力通架之可調(diào)托撐為落架設(shè)備，從總體上分多次均勻落頂落架。

方案二：主跨無支架纜索吊機(jī)、副跨滿鋪現(xiàn)澆支架+汽車吊機(jī)法

方案二

主拱采用纜索吊機(jī)輔助施工，副拱采用汽車吊機(jī)輔助施工。

纜索吊機(jī)布設(shè)：纜索吊機(jī)左右幅各布置1臺(tái)，跨度130m，每臺(tái)跑車設(shè)計(jì)吊重25t，負(fù)責(zé)主拱施工中的所有起重作業(yè)。纜索吊機(jī)的兩個(gè)塔架分別設(shè)于主拱的兩個(gè)拱座上，錨碇布置在每幅橋投影范圍外側(cè)，即位于橋梁的最外側(cè)及兩幅橋之間的空擋上。

主拱施工：拱腳處設(shè)置臨時(shí)墩，搭設(shè)現(xiàn)澆支架，把臨時(shí)墩與拱箱連接為一個(gè)整體，待拱箱全部完成后予以拆除，再設(shè)置掛籃。每次前移4m 在掛籃內(nèi)澆注砼，并設(shè)置好拉索通過孔道，澆注完一段后，砼達(dá)到80%的強(qiáng)度后，掛籃前移，掛好拉索，進(jìn)行張拉。懸澆至最后跨徑中剩余合攏段，用勁性骨架焊接相連成拱澆注砼。吊桿、橫梁、橋面板預(yù)制好后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后由纜索吊機(jī)起吊對(duì)稱安裝。在橫梁完成的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行縱梁施工。

副拱施工：施工方法與方案一相同，只是輔助起重設(shè)備為汽車吊機(jī)。

體系轉(zhuǎn)換：主副拱合攏后，主拱由于拉索及臨時(shí)墩的作用相當(dāng)于拱架的作用，為一個(gè)高次超靜定結(jié)構(gòu)，通過拆除臨時(shí)墩及拉索成拱。

方案三：塔吊+棧橋+滿鋪現(xiàn)澆支架法

塔吊布設(shè)：兩臺(tái)自動(dòng)走行桅桿塔吊（QTZ100型）布設(shè)于左、右幅之間順橋跨布置，分別負(fù)責(zé)主、副拱施工。

主拱施工時(shí)，先施工塔吊棧橋，運(yùn)用塔吊邊拼裝邊延伸逐步至對(duì)岸完成。棧橋拼裝完成后，即上兩臺(tái)塔吊同時(shí)拼裝左右兩幅拱肋的現(xiàn)澆支架，進(jìn)行拱肋施工。吊桿、橫梁、橋面板預(yù)制好后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后由塔吊起吊對(duì)稱安裝。縱梁待橫梁安裝完成后，在兩橫梁之間縱梁的位置上設(shè)兩根型鋼，型鋼上布置橫梁作為縱梁現(xiàn)澆的模板吊掛系統(tǒng)進(jìn)行施工。

副拱施工：施工方法與方案一相同，只是輔助起重設(shè)備為塔式吊機(jī)。

主、副拱的體系轉(zhuǎn)換與第一施工方案相同。

3 方案比選與優(yōu)化

3.1 方案比選

3.1.1 技術(shù)可行性方面比較

在技術(shù)上，三個(gè)方案均可行，均屬于常規(guī)施工方法的范疇。

第一方案中采用龍門吊機(jī)，充分利用了龍門吊機(jī)的吊重能力大、安全性能好、操作靈活的特點(diǎn)，施工安全性高。但投入主拱施工的龍門吊機(jī)凈高40m，且跨度在24m 以上，使得施工設(shè)計(jì)稍顯復(fù)雜，龍門吊機(jī)稍顯龐大。

第二方案中主拱采用纜索吊機(jī)無支架施工方法，是各類拱橋施工的一種常見和比較成熟的施工技術(shù)。纜索吊機(jī)適合在水深流急的河段上，或在通航河道上不能斷航施工時(shí)，或在洪水季節(jié)旗前受漂流物影響等條件下修建拱橋，具有吊重能力大，水平和垂直運(yùn)輸機(jī)動(dòng)靈活適應(yīng)性廣，施工也比較穩(wěn)妥方便等優(yōu)點(diǎn)，雖然在靜水湖中優(yōu)勢(shì)不明顯，但省卻了水中支架及基礎(chǔ)的施工。且主拱采用無支架懸澆施工，不論從纜索吊機(jī)的設(shè)計(jì)方面，或是施工中拉索的控制方面，都將使得該方案凸顯一定的技術(shù)含量。

第三方案中投入的塔吊和滿鋪支架施工，是最常用的施工方法。而塔式起重機(jī)具有結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，維修率低，拆裝方便，價(jià)格低廉，通用化水平高等特點(diǎn)，施工時(shí)保證塔吊的工作范圍必須滿足吊裝要求即可實(shí)施，其技術(shù)含量較低。

3.1.2 施工規(guī)劃方面比較

第一方案有四臺(tái)龍門吊機(jī)同時(shí)施工，使得場(chǎng)地布置較復(fù)雜，特別是主跨水中施工不僅有棧橋、龍門吊機(jī)走道、還有拱肋滿鋪支架等主拱處施工擁擠。

第二方案中臺(tái)纜索吊機(jī)的錨碇和纜風(fēng)繩明顯影響了副拱的施工，并且還是需要塔吊或汽車吊來輔助纜索吊機(jī)的拼裝，不僅主拱兩側(cè)施工場(chǎng)地復(fù)雜且主、副拱作業(yè)場(chǎng)地交叉。

第三方案中主拱和副拱都有走行塔吊分開負(fù)責(zé)施工，施工作業(yè)都在塔吊的工作范圍內(nèi)，場(chǎng)地布置較簡(jiǎn)單。

3.1.3 在工期方面，第一和第二方案都針對(duì)主、副拱和左右幅確定了專屬的吊裝作業(yè)面有利于趕工，但不得忽略的是多臺(tái)大型龍門吊機(jī)和纜索吊機(jī)的拼裝、試吊及拆除會(huì)耗去一定的工期，而且還會(huì)使得這些大型臨時(shí)設(shè)施的施工成為控制工期的節(jié)點(diǎn)甚至是關(guān)鍵線路；第三方案中由一臺(tái)塔吊兼顧左右幅橋施工不利于趕工，但省卻了大型吊機(jī)的裝拆時(shí)間，而且施工工期控制主線路明確。

3.1.4 在經(jīng)濟(jì)上，第二方案比第一方案規(guī)模大，投資稍高，第一方案比第三方案規(guī)模大，投資也稍高。詳見上表。

3.2 方案優(yōu)化

進(jìn)行方案優(yōu)化的前提是：要實(shí)用，即遵循經(jīng)濟(jì)法則。但并不是以最經(jīng)濟(jì)的方案作為主要對(duì)象，必須是合理的經(jīng)濟(jì)、成熟的工藝和安全的施工。

第一和第二方案雖然的技術(shù)都是可行的，但兩個(gè)方案會(huì)明顯增加施工工序，給實(shí)際施工帶來不便；第二方案的技術(shù)含量較高，但也屬于較成熟的施工方法，已經(jīng)有許多大跨度砼拱橋成功實(shí)施；第三方案中由一臺(tái)塔吊負(fù)責(zé)左、右幅施工不利于趕工，但塔吊在完成左幅支架施工后進(jìn)行預(yù)壓的空閑時(shí)，塔吊即可施工右幅，由此可見合理的施工安排完全可以彌補(bǔ)施工周期的不足。

4 結(jié)語

該工程最終選擇了第三方案，目前已按期、安全、優(yōu)質(zhì)全部完工并交付使用，從而也驗(yàn)證了方案比選的合理性。

[1]劉鐵軍，張超福.大跨連續(xù)拱橋施工方案比選[J].橋梁建設(shè)，2005-12-30.