夹岩水利枢纽白甫河高大跨管桥拱圈施工方案研究

【摘要】贵州省夹岩输配水一期工程北干渠附廓前段的白甫河倒虹管桥，为国内水利工程第一座主拱圈拟采用斜拉扣挂悬臂现浇工艺的特大倒虹管拱桥，跨径为180m。在箱拱悬臂浇筑的设计过程中， 有比较多的创新点，可为同类工程设计提供新的思路和参考。

【关键词】大跨径管桥；主拱圈；斜拉扣挂悬臂浇筑；施工技术

1、工程概况

白甫河倒虹管桥位于贵州省毕节地区大方县境内，是夹岩北干附廓前段上的一座特大型管桥，桥区地形属典型V型沟谷，主跨为180米的单位箱形截面拱桥，主拱圈为单箱双室型截面，跨径布置为2×20m+180m+3×20m。主拱圈采用斜拉扣挂悬臂浇筑工艺施工。图1为白甫河管桥纵剖面图：

2、管桥施工方案的选择

根据大桥所在桥位区的实际地形地质条件，以及施工可行性、安全可靠性、造价、等方面综合考虑，特别是场地要求受到制约，采用其它施工方法如支架搭设、缆索预制吊装等存在较大安全风险及受场地限制。经多方案比选，主拱圈采用斜拉扣挂悬臂浇筑工艺施工。

从结构尺寸和相应重量来看，北干渠附廓前白甫河管桥结构与公路、铁路连续刚构箱梁完全类似，在国内外都有成熟的施工经验，即采用挂篮逐节段悬臂浇筑。据调查了解，国内贵州省已竣工的思剑高速公路的木蓬特大桥（跨径165m）、四川白沙沟1号桥（跨径150m）、四川省攀枝花市东区新密地特大桥（182m）等工程已成功应用斜拉扣挂悬臂浇筑工艺进行了施工。

夹岩水利枢纽工程干渠及供水管线的高大跨连续刚构管桥虽然荷载比公路、铁路在建及已建项目大很多，但浇筑分段及分块重量均与公路、铁路在建及已建项目相当，因此创新采用斜拉扣挂悬臂浇筑工艺施工应是较为成熟的施工方法。

图2为白甫河管桥主拱圈悬浇总体布置示意图。

3、拱圈施工方案

3.1 拱圈施工总体思路

将主拱圈分成30个节段，除1号节段和跨中合拢段外，拱圈的施工采用挂篮逐节段悬臂浇筑；完成一个节段施工后对该悬臂节段进行临时扣挂，进入下一循环施工；1号节段采用现浇支架进行浇筑，跨中合拢段采用挂篮进行浇筑；在交界墩盖梁上设置扣塔，1～5号节段的扣索通过锚箱扣挂在交界墩盖梁上，6～15号节段的扣索通过扣塔进行斜拉扣挂；锚索利用扩大永久结构的桥台和承台并辅以预应力岩锚进行锚固。

拱圈形成前，结构自身处于不稳定状态，需要通过大量临时结构和辅助措施，以保证成桥过程中结构稳定和施工安全。辅助措施以索体系为主，相对支架具有更不确定风险因素；施工过程中，需要进行多次结构体系转换，最终实现成桥状态；悬臂浇筑过程中，随着新节段混凝土浇筑及扣索张拉，已浇筑节段顶底板拉压应力将重复出现，应有效控制拉应力，以保证悬浇过程中箱拱顶底板混凝土不开裂的问题。

3.2 1#节段施工

1#节段采用搭设排架进行浇筑，立柱钢管采用φ500×8mm钢管做支撑，横向设置3组，和腹板对应；纵梁采用45a工字钢，横向设置5道；并和拱座的预埋型钢进行焊接；横梁采用2I32a和3I32a型钢分配梁采用20a槽钢。

整个支架的各个联系点均使用焊接；在纵梁下设置楔形块以便于脱模；在横向分配梁下设置垫块调整拱圈弧度。

3.3 挂篮拼装及预压

1#段施工完成后，即可进行挂篮安装工作，在1号节段的对应底面上安装底篮的主骨架； 安装好拉杆和止退的抗剪臂；安装挂篮挂钩、滑船、轨道、行走滚轮等；安装挂篮其他的杆件、横梁；安装底模、工作平台及工作通道；安装内外模。

3.4 2～15#梁段混凝土施工

挂篮预压完成后，开始进行2#～15#节段的施工；其施工步骤为：挂篮就位→调整底模标高→底板、腹板和隔板钢筋安装→侧模、内模安装→顶板钢筋安装→顶模安装→混凝土浇筑→安装临时扣索→达到龄期且达到85%设计强度后进行扣锚索张拉→前移挂篮进入下一节段施工。

挂篮的行走：待2#梁段施工完毕，挂篮即可行走。行走程序如下：铺设轨道→放松丝杆→安装顶推装置→取出后部垫块，提升挂篮抗剪臂→顶推挂篮前移。

3.5 合龙段施工

主拱圈合拢即体系转换是控制全桥

受力状况和线型的关键工序，因此主拱圈的合拢顺序、温度和施工工艺都必须严格控制。先用临时连接型钢将现浇段与边跨悬臂浇筑段临时连接，保持相对固定，然后进行合拢段砼浇筑，防止合拢砼在早期因为梁体砼的热胀冷缩开裂。

4、结论

主拱圈采用斜拉扣挂悬臂现浇工艺施工，技术上成熟可靠，国内有类似工程的成功经验作为参考，施工上有一定难度。本文将为水利工程中大跨径混凝土拱渡槽（桥）的设计及施工提供同类似的参考。

参考文献：

[1]浦同信.水文设施工程建设项目前期工作的重点及难点探讨[J].人民珠江，2011，32（6）：43-45.

[2]詹云鹏，宋文妤.山河农场四水库除险加固工程重点难点施工[J].黑龙江交通科技，2012，（2）：116-116.

作者简介：蔡强（1970～），男（仡佬族），貴州铜仁人，大学本科，高级工程师，主要从事：水利水电工程施工组织设计工作。