義烏市興隆大橋設計

劉小慶

1 工程概況

義烏江北側為下駱宅鎮政府及配套居住區，南側為工業區及農居點，興隆路是連接兩個區域的最直接的通道，也是重要交通性主干道，對分流37省道的交通量有重要意義。橋位跨越義烏江，地貌屬堆積地貌沖積平原，微風化巖層埋深較淺。橋址氣候為亞熱帶季風氣候，年平均氣溫17．2℃，多年極端最高氣溫42℃，多年極端最低氣溫為-10．7℃。

主要技術標準:設計車速:60 km/h;設計荷載:公路Ⅰ級;橋梁寬度為38 m，雙向六車道;地震烈度為6度，抗震設防類別為B類。

橋梁寬度:5 m(人行道、非機動車道)+3．0 m(機非分隔帶)+22 m(機動車道)+3．0 m(機非分隔帶)+5 m(非機動車道、人行道)=38 m。

橋跨布置:全橋分3聯，跨度布置為(4×20)m+126．5 m+(4×20)m，其中主橋為126．5 m中承式鋼管混凝土拱橋，引橋均采用現澆預應力混凝土連續箱梁，全橋長290．22 m，見圖1。

圖1 全橋橋型布置（單位：m）

2 橋梁結構設計

由于橋位河道有通航要求，橋型方案選擇考慮的主要因素是工程造價、景觀、施工難易程度、后期養護費用等，為避免水中基礎施工，主橋跨度以不小于120 m為宜。最終中承式鋼管混凝土拱橋方案以橋面高度合理、橋梁長度最小、工程造價合理等優勢，確定為最終方案。

2． 1 主橋結構設計

主橋結構形式為中承式鋼管混凝土拱橋。拱肋的理論計算跨徑為120 m，計算矢高26．667 m，矢跨比1/4．5，拱軸線采用二次拋物線。

主橋共設兩片鋼管混凝土拱，拱高3．4 m，寬1．75 m，拱肋截面為桁架式，拱肋間中距25 m。上下弦桿均為由兩根φ750 mm的鋼管通過平聯板連接而成的橫啞鈴形，共4根鋼管。再通過豎腹桿和斜腹桿組成空間桁架結構，上、下弦鋼管及平聯板厚度為16 mm。除拱腳混凝土方包段腹桿采用φ300 mm厚16 mm的鋼管，其余腹桿均為φ300 mm厚12 mm的鋼管;上、下弦管內灌注C50微膨脹混凝土，其余為空鋼管。拱肋主管采用螺旋焊接，鋼管均采用Q345C卷管。

每片拱肋設18根吊桿，吊桿布置采用可換式雙吊桿，吊桿縱向間距為5．5 m，吊桿上下端均設減振器。為方便換索，吊桿采用雙吊桿形式，縱向間距35 cm，上端錨固于拱肋的下弦桿，下端錨固于橫梁，每對吊桿規格為2×61φ7，吊桿采用強度1 670 MPa的φ7 mm高強鍍鋅平行鋼絲，錨頭采用冷鑄鐓頭錨。

橋面以上兩主拱拱肋間設置3道橫撐，橫撐上下弦桿采用φ650 mm厚14 mm的鋼管，腹桿均為φ250 mm厚12 mm的鋼管。

橫梁均采用預應力混凝土結構，為中間截面高度2．15 m、寬0．9 m、長38 m的預應力鋼筋混凝土預制梁，橫梁預應力鋼束采用φs15．2 mm的高強度低松弛鋼絞線。橫梁兩側設置牛腿，用以擱置橋面板。

橋面板為梁高0．45 m的鋼筋混凝土π形預制板。π形板先簡支擱置于橫梁上，通過縱、橫向后澆帶形成多跨連續體系。

橋面鋪裝:主橋橋面鋪裝層厚15 cm，基層為8 cm厚C40鋼纖維防水混凝土，內設鋼筋網，鋼纖維混凝土計入橋面板的受力截面中。中間層為防水劑。面層為7 cm厚瀝青混凝土。

主拱拱座為兩個分離式實心鋼筋混凝土結構，明挖擴大基礎。拱座持力層為微風化泥質粉砂巖。為提高拱肋整體性，拱座中間用系梁相連。系梁采用空心結構，壁厚1．0 m，基礎厚1．5 m，箱內各設一道縱橫向隔墻。

拱座上設置立柱，引橋邊跨支承于柱頂蓋梁上。

2． 2 鋼結構防腐設計

防腐設計是鋼管拱橋的重要組成部分，采用不同的防腐措施對橋梁的使用壽命和工程造價均有較大的影響，本工程按長效防腐進行設計。采用熱噴鋁+外涂層方式。本橋鋼結構防腐分為鋼結構的外壁、內壁兩種情況區別對待。

外壁防腐方案為:噴砂除銹Sa3級;底涂層采用熱噴鋁不小于180 μm;封閉涂層為環氧封閉漆一道，干膜厚度50 μm;中間涂層為環氧云鐵漆兩道，干膜厚度2×60 μm;面涂層采用氟碳漆兩道，干膜厚2 ×35 μm。

內壁防腐除要求密封外，還要求:噴砂除銹Sa2級;涂無機富鋅底漆兩道，干膜厚2×25 μm。

3 橋梁施工組織設計

1)下部結構施工。下部結構采用擴大基礎，基坑開挖到位后盡快用C30混凝土對中風化巖層進行封巖。拱座采用圍堰施工，圍堰上口應比施工時最高水位高1 m以上。由于拱座為大體積混凝土，施工時設置冷卻管通水養護，降低內外溫差。

2)上部結構施工。上部結構采用纜索吊裝系統安裝，分別在河道兩側設置兩主塔，主塔索跨170 m左右。鋼管拱肋鋼管用一組主索道吊裝拼裝，橫梁采用雙索道抬吊，橋面板等也采用纜索吊裝系統吊運。主橋的施工順序如下:a．施工下部結構的同時，制作上部鋼結構和混凝土預制構件;b．架設纜索吊裝系統;c．吊裝拱肋，同步安裝風撐，調整拱軸線，完成拱腳封鉸混凝土施工;d．灌注拱肋混凝土、拱腳段綴板間空腔混凝土，要求澆筑密實且左右對稱進行;e．安裝墩上立柱及橫梁;f．架設橋面板，完成縱橫向濕接頭;g．拆除纜索吊裝系統，安裝橋面系、附屬結構。

鋼管內混凝土采用大功率混凝土泵進行泵灌，要求一根鋼管內的混凝土在初凝時間內一次泵灌完成，中間不得有間斷。泵灌入口設在灌注段根部，以頂推方式灌注，嚴禁從中部或頂部拋灌。泵灌前，應先壓入清水清洗鋼管，潤澤內壁，然后壓入水泥漿，再連續泵入混凝土。灌注溫度應大于5℃、小于40℃，鋼管溫度高于40℃時，應采取措施降低鋼管溫度。鋼管混凝土應先做配合比試驗，建議摻入減水劑和微膨脹劑，以提高工作性能。混凝土灌注完畢后，采取錘擊法和超聲波檢測法對拱腳、拱頂等關鍵部位進行檢測，條件允許可進行全拱肋檢測。四根弦桿的灌注順序對結構受力有影響，因為先灌注的鋼管將先參與后期受力。施工時應先灌注上弦，后灌注下弦，有利于后期荷載;先灌注外側，再灌注內側，有利于橫向穩定。

4 結語

鋼管混凝土拱橋已成為我國大跨徑橋梁優先考慮的橋型方案之一。無論在山區還是城市，都能發揮其造型美觀、橋下凈空大、施工時對通航干擾小、造價經濟合理等優勢。通過對興隆大橋設計的介紹，希望為鋼管混凝土拱橋的應用和發展提供參考。相信興隆大橋的建成將為義烏增添一道亮麗的風景。

［1］ 陳寶春．鋼管混凝土拱橋［M］．第2版．北京:人民交通出版社，2007．

［2］ 范立礎，顧安邦．橋梁工程［M］．北京:人民交通出版社，2000．