公路连续拱桥施工方案的确定

郑湘芝

（中铁大桥局集团第三工程有限公司，广东 广州 510800）

1 工程概况

贵阳观山大桥主桥的桥跨布置及其结构形式为：主跨为一孔L0＝130米钢筋混凝土中承式拱，副跨为四孔L0＝50米钢筋混凝土上承式拱，左右幅桥彼此分离，主桥桥面全幅总宽度为48.3m。副跨为桥面全幅总宽度为44m。其主跨跨越一座静水湖，两个主墩位于静水湖边；而副跨则位于湖边的陆地。

主跨拱肋为现浇钢筋砼“工”字型实心肋，肋高3.3m，两肋平行相距14.4m，两肋分别由4个“K”撑，3个“一”字横撑联结；吊杆为高强度平行钢丝、冷注锚锚头，间距5.92m；吊杆横梁为预制钢筋混凝土箱形梁；纵梁为现浇钢筋混凝土矩形梁；桥面车行道板为预制空心板，两端支承于吊杆横梁上。

副跨拱肋为现浇钢筋砼“工”字型实心肋，肋高1.4m，拱肋间距与主拱肋相同；拱上的排架、立柱和盖梁均为现浇，其间距为5m一个，每个单拱有9个排架、立柱和盖梁；桥面车行道板为预制板，搁于拱上的排架之上。

2 方案介绍及施工要点说明

因该桥系大跨度砼连拱结构，除主跨的吊杆、横梁以及副跨的桥面板为预制安装外，其他结构均为现浇钢筋砼，如采用目前国内无支架法施工中常用的转体施工法与整体吊装法似乎不太适宜，在实施的过程中也将增加技术难度，实施起来也比较困难。故在拟定施工方案时，主要是围绕着以拱肋现浇为主的常规施工方法来进行。

方案一：龙门吊机+栈桥+满铺现浇支架法

主副拱施工均采用龙门吊机辅助施工法。龙门吊机分别横跨左、右幅桥，全桥共布置4台龙门吊机。

方案一

其中主拱龙门吊机净高40米，吊重50t；边拱龙门吊机其净高20米，吊重25t。主拱处布设临时栈桥跨越静水湖,负责及主拱施工材料及预制构件的运输，主、副拱肋均采用满铺支架法施工。

主拱施工：建临时栈桥，再在栈桥上搭设拱肋满堂支架，主拱肋其横联的浇注施工，吊杆、横梁、桥面板预制好后运到现场后由龙门吊机起吊对称安装。在横梁完成的基础上，再进行纵梁施工。

副拱施工：进行地基处理，再搭设满堂现浇支架施工拱肋、拱上的立柱、立柱横梁、纵梁，桥面板在预制场制造，由龙门吊机安装。

砼连续拱体系转换：主、副拱的脱拱施工同时进行，落架采用强力通架之可调托撑为落架设备，从总体上分多次均匀落顶落架。

方案二：主跨无支架缆索吊机、副跨满铺现浇支架+汽车吊机法

方案二

主拱采用缆索吊机辅助施工，副拱采用汽车吊机辅助施工。

缆索吊机布设：缆索吊机左右幅各布置1台，跨度130m，每台跑车设计吊重25t，负责主拱施工中的所有起重作业。缆索吊机的两个塔架分别设于主拱的两个拱座上，锚碇布置在每幅桥投影范围外侧，即位于桥梁的最外侧及两幅桥之间的空挡上。

主拱施工：拱脚处设置临时墩，搭设现浇支架，把临时墩与拱箱连接为一个整体，待拱箱全部完成后予以拆除，再设置挂篮。每次前移4m 在挂篮内浇注砼，并设置好拉索通过孔道，浇注完一段后，砼达到80%的强度后，挂篮前移，挂好拉索，进行张拉。悬浇至最后跨径中剩余合拢段，用劲性骨架焊接相连成拱浇注砼。吊杆、横梁、桥面板预制好后运到现场后由缆索吊机起吊对称安装。在横梁完成的基础上，再进行纵梁施工。

副拱施工：施工方法与方案一相同，只是辅助起重设备为汽车吊机。

体系转换：主副拱合拢后，主拱由于拉索及临时墩的作用相当于拱架的作用，为一个高次超静定结构，通过拆除临时墩及拉索成拱。

方案三：塔吊+栈桥+满铺现浇支架法

塔吊布设：两台自动走行桅杆塔吊（QTZ100型）布设于左、右幅之间顺桥跨布置，分别负责主、副拱施工。

主拱施工时，先施工塔吊栈桥，运用塔吊边拼装边延伸逐步至对岸完成。栈桥拼装完成后，即上两台塔吊同时拼装左右两幅拱肋的现浇支架，进行拱肋施工。吊杆、横梁、桥面板预制好后运到现场后由塔吊起吊对称安装。纵梁待横梁安装完成后，在两横梁之间纵梁的位置上设两根型钢，型钢上布置横梁作为纵梁现浇的模板吊挂系统进行施工。

副拱施工：施工方法与方案一相同，只是辅助起重设备为塔式吊机。

主、副拱的体系转换与第一施工方案相同。

3 方案比选与优化

3.1 方案比选

3.1.1 技术可行性方面比较

在技术上，三个方案均可行，均属于常规施工方法的范畴。

第一方案中采用龙门吊机，充分利用了龙门吊机的吊重能力大、安全性能好、操作灵活的特点，施工安全性高。但投入主拱施工的龙门吊机净高40m，且跨度在24m 以上，使得施工设计稍显复杂，龙门吊机稍显庞大。

第二方案中主拱采用缆索吊机无支架施工方法，是各类拱桥施工的一种常见和比较成熟的施工技术。缆索吊机适合在水深流急的河段上，或在通航河道上不能断航施工时，或在洪水季节旗前受漂流物影响等条件下修建拱桥，具有吊重能力大，水平和垂直运输机动灵活适应性广，施工也比较稳妥方便等优点，虽然在静水湖中优势不明显，但省却了水中支架及基础的施工。且主拱采用无支架悬浇施工，不论从缆索吊机的设计方面，或是施工中拉索的控制方面，都将使得该方案凸显一定的技术含量。

第三方案中投入的塔吊和满铺支架施工，是最常用的施工方法。而塔式起重机具有结构合理，性能可靠，维修率低，拆装方便，价格低廉，通用化水平高等特点，施工时保证塔吊的工作范围必须满足吊装要求即可实施，其技术含量较低。

3.1.2 施工规划方面比较

第一方案有四台龙门吊机同时施工，使得场地布置较复杂，特别是主跨水中施工不仅有栈桥、龙门吊机走道、还有拱肋满铺支架等主拱处施工拥挤。

第二方案中台缆索吊机的锚碇和缆风绳明显影响了副拱的施工，并且还是需要塔吊或汽车吊来辅助缆索吊机的拼装，不仅主拱两侧施工场地复杂且主、副拱作业场地交叉。

第三方案中主拱和副拱都有走行塔吊分开负责施工，施工作业都在塔吊的工作范围内，场地布置较简单。

3.1.3 在工期方面，第一和第二方案都针对主、副拱和左右幅确定了专属的吊装作业面有利于赶工，但不得忽略的是多台大型龙门吊机和缆索吊机的拼装、试吊及拆除会耗去一定的工期，而且还会使得这些大型临时设施的施工成为控制工期的节点甚至是关键线路；第三方案中由一台塔吊兼顾左右幅桥施工不利于赶工，但省却了大型吊机的装拆时间，而且施工工期控制主线路明确。

3.1.4 在经济上，第二方案比第一方案规模大，投资稍高，第一方案比第三方案规模大，投资也稍高。详见上表。

3.2 方案优化

进行方案优化的前提是：要实用，即遵循经济法则。但并不是以最经济的方案作为主要对象，必须是合理的经济、成熟的工艺和安全的施工。

第一和第二方案虽然的技术都是可行的，但两个方案会明显增加施工工序，给实际施工带来不便；第二方案的技术含量较高，但也属于较成熟的施工方法，已经有许多大跨度砼拱桥成功实施；第三方案中由一台塔吊负责左、右幅施工不利于赶工，但塔吊在完成左幅支架施工后进行预压的空闲时，塔吊即可施工右幅，由此可见合理的施工安排完全可以弥补施工周期的不足。

4 结语

该工程最终选择了第三方案，目前已按期、安全、优质全部完工并交付使用，从而也验证了方案比选的合理性。

[1]刘铁军，张超福.大跨连续拱桥施工方案比选[J].桥梁建设，2005-12-30.