拱橋水下系梁沉管法方案設(shè)計(jì)

林初杰 鄧佳承

(天津城建設(shè)計(jì)院有限公司第七分院,浙江 杭州 310000)

1 概述

拱橋以其特有空靈秀麗、柔和飄逸的外觀，成為我國橋梁建設(shè)史上非常重要的一種橋型。在現(xiàn)代城市建設(shè)中，中小跨徑的上承式傳統(tǒng)古典拱橋應(yīng)用越來越多?？紤]城市內(nèi)盡量降低橋面標(biāo)高以利于周邊地塊開發(fā)銜接，更多的坦拱成為了主要選擇的橋型。相應(yīng)拱橋的水平推力如何解決是橋梁設(shè)計(jì)首要考慮的問題。

在浙江沿海軟土地質(zhì)條件下，為了有效的解決拱腳推力問題，近年來我們更多采用了在河底承臺之間設(shè)置預(yù)應(yīng)力系梁的結(jié)構(gòu)形式。此方案能有效解決拱腳水平推力問題，但是同樣存在實(shí)施期間需要河道斷流的難題。本文在此方案的基礎(chǔ)上，對系梁的構(gòu)造進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，希望能為類似工程提供參考方案。

2 工程概況

以杭州一座跨河橋?yàn)槔?jīng)過多輪方案比選，其中一座較古典的空腹式拱橋方案受到較大關(guān)注，該方案通過河底設(shè)置預(yù)應(yīng)力混凝土系梁實(shí)現(xiàn)水平推力平衡。

此方案需要河道斷流或者半幅河道圍堰實(shí)施系梁，后期與水利及航運(yùn)部門溝通，河道斷流方案難以實(shí)現(xiàn)，半幅河道圍堰導(dǎo)改方案工期長，造價(jià)高，最終此方案未被采用。

設(shè)計(jì)在此方案基礎(chǔ)上，提出水下系梁沉管法實(shí)施作為改進(jìn)施工工藝。該實(shí)施方式減小了水下系梁實(shí)施對河道的影響，具有工藝合理性、經(jīng)濟(jì)性及可實(shí)施性(見圖1)。

3 系梁沉管法方案設(shè)計(jì)

針對河底系梁實(shí)施難度較大的問題，本文針對系梁實(shí)施問題提出預(yù)制沉管方案設(shè)想，降低系梁施工對河道及航運(yùn)的影響，節(jié)約造價(jià)。

系梁采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，鋼管采用DN600×10鍍鋅鋼管，內(nèi)灌C50混凝土，可在工地現(xiàn)場灌注混凝土制作，同時(shí)預(yù)埋塑料波紋管(見圖2)。

以本次工程為例，系梁長度為27.9 m，單根系梁重量為22.4 t?？赏ㄟ^常規(guī)起重設(shè)備實(shí)現(xiàn)系梁吊裝。鋼管安裝位置在兩側(cè)河道圍堰處留口下沉，實(shí)施前需對應(yīng)河道位置清底開挖。

系梁兩側(cè)通過設(shè)置法蘭與承臺連接，承臺混凝土后澆確保系梁端頭混凝土密實(shí)。通過后期預(yù)應(yīng)力張拉實(shí)現(xiàn)系梁軸壓受力。

4 結(jié)語

軟土地基上建設(shè)拱橋，通過設(shè)置預(yù)應(yīng)力系梁平衡水平推力是非常經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)型式。相較止推板受力效果好，相較于群樁抗水平力更經(jīng)濟(jì)合理。沉管法實(shí)施預(yù)制系梁，建議承臺混凝土后澆，可保證系梁與承臺聯(lián)結(jié)部位混凝土密實(shí)度，同時(shí)降低了系梁就位精度要求，減小施工難度。

本文介紹了沉管法實(shí)現(xiàn)河底預(yù)應(yīng)力系梁方案能有效解決河底系梁實(shí)施期間對水利及河道航運(yùn)的影響，特別適用于中小跨徑單跨拱橋和斜腿鋼構(gòu)類橋梁系梁的實(shí)施。希望能夠?qū)︻愃乒こ唐鸬絽⒖甲饔谩?/p>