大跨度鋼筋混凝土雙層疊拱橋的施工方案

熊本林

(江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西南昌 330013)

1 概述

瀾滄江大橋位于大理白族自治州永平縣杉陽(yáng)鎮(zhèn)與保山市水寨鎮(zhèn)的分界處，橋位距霽虹橋約300 m，距善德橋約200 m，是大理—瑞麗鐵路的控制性工程之一。本橋主橋采用大跨坦拱和小跨陡拱相結(jié)合的鋼筋混凝土雙層疊拱結(jié)構(gòu)，上拱采用386 m跨度的提籃式肋拱;下拱采用跨度330 m、矢高100 m的變截面板拱，拱寬自拱頂至拱腳由14 m漸變?yōu)?4 m。為提高結(jié)構(gòu)的整體剛度，拱上建筑采用連續(xù)剛構(gòu)組合梁結(jié)構(gòu)，上部梁體采用剛構(gòu)連續(xù)梁。

2 施工場(chǎng)地的布置及施工道路的考慮

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地形條件，本橋施工時(shí)將拱肋吊裝單元組拼場(chǎng)設(shè)在兩側(cè)拱座上;混凝土拌合站、桿件臨時(shí)存放場(chǎng)地、砂石料堆放場(chǎng)地、鋼筋加工場(chǎng)等均設(shè)在線路左側(cè);施工生活用房等設(shè)在瑞麗側(cè)平坡村西北。

本橋施工場(chǎng)地狹窄，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸條件極差。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)調(diào)查，大理側(cè)需新建施工便道1 880 m，其中包含3座涵洞，便道起于線路左側(cè)的善德橋大理側(cè)引道。瑞麗側(cè)需新建施工便道1 400 m，其中包含1座涵洞，便道起于線路左側(cè)的善德橋瑞麗側(cè)引道，在平坡村西北附近折向橋位。便道寬7 m，修建便道時(shí)采用預(yù)裂爆破施工，多余的棄碴外運(yùn)至本現(xiàn)統(tǒng)一設(shè)定的棄碴場(chǎng)所。

3 纜索吊跨度、吊重的確定

本橋受場(chǎng)地條件限制，鋼管骨架和混凝土及鋼筋的運(yùn)輸均需通過纜索吊實(shí)現(xiàn)，由于兩岸山勢(shì)陡峻，邊跨梁體施工所需材料也必須通過纜索吊來運(yùn)輸，因此綜合考慮主拱和邊跨梁體施工的需要，纜索吊跨度采用500 m，空載時(shí)矢跨比為1/17。

西南地區(qū)受地形條件的限制，纜索吊的應(yīng)用較廣，目前吊重80 t～120 t的纜索吊應(yīng)用已經(jīng)比較普遍。本橋纜索吊吊重選擇主要受勁性骨架吊裝控制，為了獲得合理的工期，骨架節(jié)段長(zhǎng)度以15 m～20 m為宜，據(jù)此測(cè)算，實(shí)際吊重為60 t～70 t，考慮吊重時(shí)的沖擊影響，并適當(dāng)考慮一定的富余，取設(shè)計(jì)吊重為100 t。

4 下板拱的施工方案

下板拱施工采用以勁性骨架為依托分段分期成拱的方案。綜合考慮施工進(jìn)度和纜索吊重的影響，共劃分為25個(gè)節(jié)段，每個(gè)勁性骨架節(jié)段長(zhǎng)度為16 m。

施工時(shí)首先通過纜索吊塔架將扣索錨固于兩側(cè)山體上，由拱腳向上逐步吊裝勁性骨架直至合龍;之后在鋼管內(nèi)灌注微膨脹混凝土，形成鋼管混凝土骨架，之后以鋼管混凝土骨架為依托，分段分期成拱，在具體的成拱方式上，進(jìn)行了以下兩種方案的綜合比較。

4.1 先分層、分段形成中箱，再施工邊箱的方案

主拱斷面按照分三次形成考慮，第一次施工中箱的底板及一半腹板;第二次施工中箱的頂板及剩余腹板;第三次形成邊箱混凝土(見圖1)。

圖1 主拱斷面施工示意圖

下拱中箱底板共劃分為48個(gè)施工梁段，每個(gè)梁段長(zhǎng)約為8.5 m，每次對(duì)稱澆筑2個(gè)梁段，每段按2.5 d考慮，澆筑24次，需60 d即可完成。澆筑次序依據(jù)拱圈的受力、變形經(jīng)初步計(jì)算確定在拱腳、拱頂、1/4拱圈共設(shè)置五處施工位置，按拱腳→拱頂→1/4拱的順序循環(huán)澆筑，每次澆筑均依托已成拱圈向前澆筑梁段直至中箱底板澆筑完成，其間需調(diào)整扣索張拉力。

中箱頂板和剩余腹板的施工順序及工期與底板相同。

在鋼管混凝土骨架及已完成的拱肋中箱上，澆筑疊拱下拱肋箱梁邊箱混凝土，考慮到施工的便利性可由拱腳向拱頂澆筑，共67個(gè)施工段，34次可施工完成。

結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果表明，按上述施工方案進(jìn)行施工，下拱混凝土的最大應(yīng)力可控制在17 MPa以內(nèi)，其施工總工期為210 d。

4.2 分段、分層形成中箱截面的方案

利用已成鋼管混凝土勁性骨架由兩拱腳向上逐段對(duì)稱現(xiàn)澆下拱中箱混凝土直至拱頂合龍，其間調(diào)整扣索張拉力，控制鋼管勁性骨架及已成拱肋中箱受力安全。中箱拱肋每個(gè)施工段按6 m劃分，共67段，每段圬工約160 m3～30 m3，分34次澆筑，工期90 d。

依托中箱及兩邊鋼管混凝土勁性骨架現(xiàn)澆下拱肋邊箱混凝土成拱，邊箱施工段劃分與中箱相同。工期亦為90 d。

結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果表明，按上述施工方案進(jìn)行施工，下拱混凝土的最大應(yīng)力可控制在17 MPa以內(nèi)，其施工總工期為180 d。

4.3 方案比選結(jié)論

方案二不需要分層形成斷面，避免了中箱內(nèi)部的應(yīng)力重分布問題，且施工速度快，因此推薦采用方案二進(jìn)行下拱施工。

5 立柱的施工

立柱采用翻模逐段施工，當(dāng)施工至約一半高度時(shí)，先施工上拱肋，之后再施工其余立柱。

6 上肋拱的施工方案

上拱肋采用以立柱和已成下拱為依托，搭設(shè)貝雷梁，在支架上澆筑的方案。

7 拱上剛構(gòu)—連續(xù)梁的施工方案

拱上剛構(gòu)—連續(xù)梁采用逐孔現(xiàn)澆的施工方案，即每次施工至1/4跨梁長(zhǎng)，之后張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，如此循環(huán)，最后澆筑剩余的3/4孔梁，完成梁體施工。根據(jù)施工單位設(shè)備的情況采用移動(dòng)模架或以上拱為依托搭設(shè)支架進(jìn)行梁體的施工。

8 結(jié)語

通過實(shí)際施工發(fā)現(xiàn)這種施工方案充分考慮了地形、場(chǎng)地的限制，并且對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力有較好的控制。使結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求，為以后的雙層疊拱施工方案選擇提供了參考價(jià)值。