特殊山區展線橋梁上部結構施工方案可行性分析

崔光亮

（新疆交通建設局項目執行一處，新疆 烏魯木齊 830049）

1 工程概況

賽果高速公路地處天山余脈果子溝內，東接已建成通車的奎賽一級公路，西聯在建的果霍高速公路，是伊犁地區連接內地的主要通道。本合同段橋梁全長4912m，包含兩座特大橋以及兩座大橋。K577＋492右幅特大橋結構形式為3×40m＋10×（4×40m）＋3×40m；K577＋484左幅特大橋結構形式為4×36m＋10×（4×40m）＋4×32m；K578＋772右幅大橋與K578＋772左幅大橋結構形式為3×（4×40m）＋3×40m。上部結構設計方案為移動模架施工現澆預應力砼箱梁，橋面寬為2×11.75m，橋面為4車道，橋面縱坡分別為－3.9%、－1.225%、－3.950%，橋面橫坡為－1.50%～6.00%，最小曲線半徑為270m。

2 方案設計考慮因素及設計方案

2.1 方案設計考慮因素

方案設計考慮以下因素：

a）橋梁位于山嶺深度切割區，地形高差大，山高坡陡，溝壑縱橫，橋梁結構距坡腳較遠，預制構件運輸至橋位及吊裝難以實現；

b）施工場地狹窄，運輸條件極為困難，便道的施工難度大且造價較高，施工便道的設置對環境的破壞嚴重；

c）本項目穿越著名的賽里木湖和果子溝風景區，生態及環境保護要求高，大量橋梁構件的預制場地及其它施工場地難以布置；

d）本段路線均在山坡上展線，路線方案中圓曲線較多，且曲線半徑較小，在小半徑曲線上布置橋梁結構，其跨度和結構型式受此制約；

e）橋梁位于卵型曲線上，曲線最大矢高70.68～77.4cm，預制時，每一跨的每片梁均不相同，線型不同處，預制梁均不相同，模具制作多且重復利用率小；

f）上部結構采用節段預制拼裝需要大型的預制場地，施工期內對環境破壞大，橋梁為位于山坡上的曲線橋梁，預制節段分片多、類型多，設備種類多，施工工序多，效率不高，吊裝困難，施工難度大，工程抗風險能力差；

g）冬季漫長，氣溫嚴寒，混凝土施工需采取特定措施，冬季混凝土施工質量難以保障。

2.2 設計方案

基于以上因素考慮，設計方案舍棄對比方案即“預制T梁吊裝方案”，上部結構采用“移動模架法施工的40m跨的預應力混凝土連續箱梁方案”。

3 模架現澆方案在實際施工中存在的問題

3.1 移動模架受小曲線設計影響，安全風險和施工中的不確定因素增加，單跨施工周期加長，工期很難保障。本標段設計最大縱坡3.95%，最大橫坡6%，平曲線最小半徑270m。目前國內生產的模架適用的橋面最大縱坡小于等于3%，適用的最小平曲線半徑大于等于600m，大大超出模架的適用范圍，因此需要重新研發適合本項目的模架。

3.2 移動模架行進過程中必須開挖山體，將對環保造成嚴重的破壞。根據實地考察的地形條件，為保證施工空間，初步計算在橋梁曲線外側靠山體一側需要開挖600m長山體以保證移動模架前移及橫向打開。初步估算開挖方量約12000m3，對環境資源影響很大。

3.3 移動模架的運輸、拼裝場地的開辟存在問題，對環境構成嚴重影響，同時影響到上部施工的及時展開，使工期受到影響，難以保障。按照移動模架施工有關要求，移動模架安裝需要安裝場地和大型起吊設備。經多次查勘，現場有可能上架的場地只有兩處。第1處位于捷爾得薩依隧道內，難點在于該隧道尚未開始施工，貫通之前不能作為運輸和拼裝模架的場地，客觀上隧道貫通時間直接影響和制約模架的拼裝和開始施工時間。第2處為特大橋和大橋之間的60m挖方路基，存在問題是該路基位于山脊處，與谷底老公路的相對高差為130m。為保證移動模架的運輸和拼裝設備進場，必須在現場沿山坡上修筑1km左右的盤山便道，需要開挖山體約80000m3。

3.4 考慮溝內氣候因素特殊，移動模架施工速度快的優點無法發揮，設備功效低，施工速度緩慢，根本無法滿足工期要求。在內地單跨施工周期一般為15～17d，首次安裝如進展順利一般需要40～60d，鑒于伊犁地區晝夜溫差很大，混凝土強度形成較慢，估算平均單跨施工周期應在21d左右，按照單幅122跨、投入4臺移動模架計算，需要640d，按照每年6～7個月的施工時間倒排工期，全部4臺移動模架必須保證在2006年10月同時投入施工，才能滿足工期需要。

4 綜合因素分析

從設計方案及設計方案考慮的因素中對現澆連續箱梁及預制T梁的比較可以看出，在技術層面，橋梁上部結構無論采取移動模架法現澆施工還是預制施工技術上均是可行的。采取移動模架法現澆施工的可行性勿用置疑。

從模架現澆方案在實際現場存在的問題也可以看出，移動模架法施工亦存在不足之處。由于山體內側部分墩高過低，無論采用上行式還是下行式移動模架法施工，移動模架運行、組裝及其結構高度影響等均會對山坡造成開挖，不利于環保。下面針對原設計方案所考慮的主要因素對原比較方案“預制方案”的可行性進行分析：

a）沿原加木帕斯夏子溝施工便道可以將預制構件運輸至橋位下坡腳處，同時，大箱梁改為小梁后，每片梁重約120～160t之間，通過在右特大橋第二跨、左特大橋第三跨處設置大型龍門吊，可以實現以預制小箱梁上橋的目的，爾后可采用架橋機縱向架設預制梁；

b）同上所述，盡管施工場地較為狹窄，但是通過合理組織，在夏子溝老公路內開闊處仍可設置橋梁預制場，該處距離本合同段起終點均不遠，運輸條件相對較好，且夏子溝老公路稍加整修即可成為便道，運輸條件較好，預制構件運輸至特大橋設置的大型龍門吊處不存在困難；

c）由于預制廠設在夏子溝溝內，預制構件運輸至二合同段與三合同段之間設置的大型龍門吊處后，通過龍門吊可直接上橋，再通過架橋機縱向沿墩頂架設小箱梁，不設置上山坡的施工便道，對環境基本無破壞；

d）由于合同段位于果子溝風景區內，生態及環境保護要求高，目前已于合同段附近確定了橋梁構件預制場地，預制場及其它場地均不存在問題；

e）橋梁位于卵型曲線及其他復曲線上，曲線約占路線總長的81%，曲線最大矢高70.68～77.4cm，確實存在預制時每一跨的每片梁均不相同、線型不同處預制梁均不相同的問題，但是如果箱梁箱體采取直線處理，并通過翼緣處模板的調整，制作出以箱梁為中軸的不對稱翼緣的箱梁結構，許多模具可以共用；

f）各片小箱梁架設好后，通過翼緣的連接，使每跨的各片梁成為整體，可提高工程的抗風險能力；

g）采用建議方案后，架橋機于墩頂架設預制梁，不需對山體進行開挖，有利于環境保護；

h）由于前期不受下部施工的影響，預制施工可提前開始以實現上部與下部結構平行流水作業，并可在必要的時候采取蒸汽養生等措施加快施工進度，延長有效施工時間，有利于施工按進度進行；按照單幅4片的結構組合，梁片數有480片，按照平均每天1片計算需要時間16個月，完全可以滿足工期要求，實際施工按照15個臺座兩批熟練工班投入，每天可以實現2片的產出，可以較好地解決制約工期的問題。

5 結論

如前所述，40m梁采用預制施工，工期比模架現澆方案有較大優勢，可解決模架方案在小半徑曲線施工存在的設備技術瓶頸、無合適上架場地等一系列較難解決的問題并能最大程度保護環境、保障安全，不失為解決特殊地形條件下山坡展線橋的一種可行方案。

[1]劉雁.橋梁上部結構施工技術分析與研究[J].黑龍江交通科技，2011，（2）：41-42.

[2]劉喜平.橋梁上部結構施工方法的選擇[J].運輸經理世界，2003，（4）：9-10.