上杭縣南門大橋主橋拱肋施工方案比較

■邱招選

(上杭縣公路工程管理站，上杭 364200)

1 工程概況

南門大橋是上杭城區建設路上連接中心區與南崗區的重要過江通道?，F存南門大橋已屬危橋，因此修建新的南門大橋是改善道路交通環境，促進區域經濟發展的重要工程。南門大橋位于城市景觀軸線和規劃中的城市中心區“臨江廣場”，同時也是汀江沿岸景觀帶上的重要節點，橋梁景觀要求很高。

上杭南門大橋由主橋及南、北引橋構成，主橋為跨度180m 中承式拱橋，設計為有推力結構，采用大直徑鉆孔灌注直樁基礎；南引橋為2×19m 預應力空心板橋，北引橋為4×19m 預應力空心板橋。標準段橋梁寬度按遠期交通量設置為雙向六車道+兩側各1.5m 非機動車道+兩側各2.5m 人行道，橋面全寬為31m。主橋拱肋跨度180m，采用變截面鋼筋混凝土箱形結構，其中兩側各15m(縱向水平距離)為實心斷面，寬2.5m，高由6.0m 至4.5m；拱肋跨中段120m(縱向水平距離)為等高混凝土箱形斷面，寬為2.5m，高為3m，其余拱肋為變高度混凝土箱形斷面，寬為2.5m，高由4.5m 至3.0m。

2 拱肋施工方案比較

對于大跨度混凝土拱橋，常見的施工方法有預制拼裝法，勁性骨架分層澆注法及轉體施工法，上述方法適用性不同，且在我國也均有較多的成功先例。

預制拼裝法特點：在預制廠將拱肋化整為零，分段進行預制，然后利用纜索吊機或支架拼裝成為整體。

勁性骨架分層澆注法特點：利用型鋼或鋼管根據設計線形及尺寸制成，并安裝就位形成鋼骨架，然后用系吊在鋼骨架上的吊籃分層、逐段澆注混凝土形成鋼筋混凝土拱肋。

轉體施工法特點：將拱圈或整個上部結構分為兩個半跨，分別在河流兩岸利用地形或簡單支架現澆或預制裝配成半拱，然后利用動力裝置將其兩半跨拱體轉動至橋軸線位置合龍成拱。

上述三種方法各有優缺點，在上杭南門大橋均有實現的可能?，F將三種方法的優缺點及綜合費用列表1 所示。

通過上述比較，推薦采用勁性骨架分層澆注法施工拱助。

3 勁性骨架拼裝方案比較

上杭南門大橋主跨180m，由于場地條件較好，非汛期汀江流量不大，因此兩側各15m(水平距離)采用滿堂支架法澆注，中間150m(水平距離)設置鋼管混凝土勁性骨架。其中勁性骨架弦桿采用φ450×14mm，腹桿及上、下平聯根據部位分別采用L125×10 或L75×10，大橋勁性骨架共用鋼材約285t。拱助勁性骨架設置圖見圖1 和圖2。

圖1 拱肋勁性骨架設置圖(單位：m)

表1 拱肋施工方法比較表

圖2 標準斷面勁性骨架設置圖

對于采用勁性骨架施工的拱橋，勁性骨架的拼裝可采用少支架提升法或纜索吊裝法，上述兩種方法對于上杭南門大橋均可行。下面詳細介紹兩種拼裝方案。

3.1 少支架提升法

根據主拱圈勁性骨架的架設需要及施工步驟，將主拱勁性骨架分為三段獨立吊裝就位，每段重量約為50t，并設置段間合攏段。

單片拱肋勁性骨架沿順橋向總共設置6 組臨時支墩，臨時支墩采用三角形結構形式，在三角形三個角點部位設置立柱，立柱之間采用型鋼制作平聯結構。立柱材料為Φ529×6.5mm 鋼管加工制作，穩定平聯及斜撐采用[12 加工制作。穩定平聯及斜撐按照2.5m 間隔加工制作，相鄰兩組三角墩凈空為3m。

該支墩既充當勁性骨架分段提升的提升點，也充當勁性骨架精確定位、拱軸線調整的臨時結構。臨時支墩分布于主拱圈勁性骨架兩側，在順橋向臨時支墩的里程位置，沿橫橋向設置兩個三角墩形成一組臨時支墩。臨時支墩布置圖見圖3 和圖4。

圖3 臨時墩斷面圖(單位：mm)

圖4 臨時墩立面布置圖(單位：cm)

勁性骨架拼裝完畢后，臨時墩與勁性骨架豎向脫開。此時臨時支墩僅為方便施工，保證勁性骨架橫向穩定性設置，不再承擔豎向荷載。為保證臨時墩的橫向穩定性，在勁性骨架提升到位后，兩對應三角支架間設置平聯，形成整體，并應在支墩頂部與勁性骨架間設置橫、縱橋向的限位措施。

3.1.1 方案優點

(1)充分利用了汀江在非汛期流量小，且場地條件佳的優勢，工程投入小。

(2)勁性骨架采用支架提升、拼接，施工難度小，拼接質量易于保證。3.1.2 方案缺點

(1)勁性骨架合攏完畢，拱肋混凝土澆注過程中僅能通過支架位置設置千斤頂，對拱肋線形微調，拱肋施工必須嚴格管理，精心控制，成拱線形方可滿足設計要求。

(2)拱肋施工過程無便捷的材料運輸通道，施工時需投入較大人力，且對施工速度有一定影響。

(3)無專業的吊裝手段，拱肋橫撐，吊桿橫梁等構件需通過設置拱肋吊裝設備等方式實現。

3.2 纜索吊裝法

根據主拱圈勁性骨架的架設需要及施工步驟，將主拱勁性骨架分為10 段獨立吊裝就位，每段重量約為15t，在跨中設置合攏段。

勁性骨架拼裝時，每一段前端設置一道扣索，利用扣索調整勁性骨架線形。勁性骨架合攏后，扣索放松，混凝土澆注過程中，如拱肋線形偏離設計時，通過張拉相應扣索調整。

3.2.1 方案優點

(1)拱肋混凝土澆注過程中可通過斜拉扣索調整拱肋線形，成拱線形易保證。

(2)纜索吊機可提供便捷的材料運輸通道，可節約施工人力，施工速度較快。

(3)拱肋橫撐，吊桿橫梁可利用纜索吊機安裝就位。

3.2.2 方案缺點

(1)纜索吊機規模大，投入高。

(2)勁性骨架利用纜索吊機吊裝，利用斜拉扣索調整線形，施工難度大，施工控制難度大。

圖5 纜索吊立面布置圖

3.3 方案比較

少支架提升法及纜索吊裝法均可滿足拱肋勁性骨架拼接要求，且各有優、缺點，現列表2 所示。

表2 勁性骨架安裝方法比較表

4 結束語

南門大橋拱肋施工方案的進一步設計優化，使拱肋混凝土澆注過程中能通過斜拉扣索對成拱線形進行調整，在線型上達到設計最優的效果。

綜合兩種安裝方法優缺點，纜索吊裝法工程造價雖比少支架提升法高70 萬元，但是主拱肋施工采用纜索吊裝法，既可滿足通航凈距及凈高要求，又避免了采用少支架提升法無法在施工中進一步控制拱肋線型等，是跨越航道拱橋的一種經濟安全、技術可靠的施工方法，可保證主拱肋安裝合龍后精度達到規范規定值。

[1]于濤.大跨度鋼管混凝土拱橋主拱肋灌注施工[J].鐵道標準設計,2006(11).

[2]韓牛牛.1-128m 跨鋼箱系桿拱橋架設施工工藝[J].鐵道建筑技術,2011(S1).

[3]陳寶春.鋼管混凝土拱橋設計與施工,鋼管混凝土拱橋實例集(一),桿系與箱形梁橋結構分析及程序設計等,北京：人民交通出版社.