拱橋水下系梁沉管法方案設計

林初杰 鄧佳承

(天津城建設計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，成為我國橋梁建設史上非常重要的一種橋型。在現代城市建設中，中小跨徑的上承式傳統古典拱橋應用越來越多。考慮城市內盡量降低橋面標高以利于周邊地塊開發銜接，更多的坦拱成為了主要選擇的橋型。相應拱橋的水平推力如何解決是橋梁設計首要考慮的問題。

在浙江沿海軟土地質條件下，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置預應力系梁的結構形式。此方案能有效解決拱腳水平推力問題，但是同樣存在實施期間需要河道斷流的難題。本文在此方案的基礎上，對系梁的構造進行深化設計，希望能為類似工程提供參考方案。

2 工程概況

以杭州一座跨河橋為例，經過多輪方案比選，其中一座較古典的空腹式拱橋方案受到較大關注，該方案通過河底設置預應力混凝土系梁實現水平推力平衡。

此方案需要河道斷流或者半幅河道圍堰實施系梁，后期與水利及航運部門溝通，河道斷流方案難以實現，半幅河道圍堰導改方案工期長，造價高，最終此方案未被采用。

設計在此方案基礎上，提出水下系梁沉管法實施作為改進施工工藝。該實施方式減小了水下系梁實施對河道的影響，具有工藝合理性、經濟性及可實施性(見圖1)。

3 系梁沉管法方案設計

針對河底系梁實施難度較大的問題，本文針對系梁實施問題提出預制沉管方案設想，降低系梁施工對河道及航運的影響，節約造價。

系梁采用鋼管混凝土結構，鋼管采用DN600×10鍍鋅鋼管，內灌C50混凝土，可在工地現場灌注混凝土制作，同時預埋塑料波紋管(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。可通過常規起重設備實現系梁吊裝。鋼管安裝位置在兩側河道圍堰處留口下沉，實施前需對應河道位置清底開挖。

系梁兩側通過設置法蘭與承臺連接，承臺混凝土后澆確保系梁端頭混凝土密實。通過后期預應力張拉實現系梁軸壓受力。

4 結語

軟土地基上建設拱橋，通過設置預應力系梁平衡水平推力是非常經濟合理的結構型式。相較止推板受力效果好，相較于群樁抗水平力更經濟合理。沉管法實施預制系梁，建議承臺混凝土后澆，可保證系梁與承臺聯結部位混凝土密實度，同時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現河底預應力系梁方案能有效解決河底系梁實施期間對水利及河道航運的影響，特別適用于中小跨徑單跨拱橋和斜腿鋼構類橋梁系梁的實施。希望能夠對類似工程起到參考作用。