大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术样本

大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工核心技术

尹洪明郭军肖霑

（中交一公局四公司广西南宁 530000）

摘要:钢筋混凝土拱桥悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两大类。悬臂浇筑法重要采用挂篮悬臂浇筑施工，依照国内外当前工艺技术又可以分为采用塔架斜拉扣挂法和悬臂桁架浇筑法。而悬臂浇筑法施工拱桥在国内日前仅建成3座，都采用塔架斜拉扣挂法施工，且由于施工状况又存在不同，技术理论不够完善，整体还处在起步阶段，为进一步完善悬臂浇筑拱桥施工技术，本文以在建马蹄河特大桥为背景，谈论大跨度塔架斜拉扣挂法悬臂浇筑拱桥核心施工技术控制。

核心词:悬臂浇筑斜拉扣挂箱拱挂篮索力优化施工技术

0 前言

拱桥是一种以受压为主构造,受力合理，外形美观，是国内公路上广泛采用一种桥梁体系。随着钢筋混凝土浮现，拱桥施工技术得到提高，跨越能力增大，大跨度混凝土箱拱造价低廉、施工以便、养护简朴，在国内适合贵州、广西、云南等多山地区。制约混凝土箱拱跨度一种重要因素是施工办法，拱桥施工办法普通有缆索吊装法、劲性骨架法、转体施工法、悬臂施工法、悬臂施工与劲性骨架组合法等。小跨度箱拱可以采用支架施工或分各种节段吊装，随着跨度增大，山区沟谷多，环境条件限制，提出采用悬臂施工法更能适应山区拱桥发展。

悬臂法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法，国内钢筋混凝土拱桥发展在20世纪70年代得到提高，随着无支架缆索吊装技术成熟和设计办法进步，才逐渐浮现了大跨度钢筋混凝土悬臂拼装拱桥。90年代后先后建造了跨度最大中承式钢筋混凝土——广西邕林邕江大桥（312m,1996年）和世界第一跨钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥——重庆万州长江大桥（420m，1997年）。然而，随着时间发展，国家对工程质量、技术规定更高，悬臂拼装法需要足够大预制空间和吊装能力，且成拱后拱圈接头多，整体性不高，在进几年开始推广挂篮悬臂浇筑施工钢筋混凝土拱桥，由于主拱圈采用挂蓝浇筑一次成形、无需分环、工艺简朴、

整体性好、施工中横向稳定和抗风性能好、运营阶段养护费用低、耐久性好特点。

而在国外，20世纪60年代就开始采用悬臂浇筑施工拱桥，当前施工技术已经比较成熟，最大跨径由德国建造WildeGera桥，跨径252m，国内建成挂篮悬浇拱桥仅有三座，净跨150m 白沙沟1#大桥、净跨182m新密地大桥，净跨165m木蓬特大桥，以及在建净跨180m马蹄河特大桥，且都采用斜拉扣挂悬臂浇筑施工。

1 工程简介

马蹄河特大桥位于贵州省德江县境内，是沿河至德江高速公路建设重点工程，该桥为上承式钢筋混凝土空腹箱型拱桥，桥跨布置为2×30mT梁+180m主跨+2×30m预制T梁，主跨桥面板为15×13m空心板，全桥长327.595m，分左、右幅。主桥为钢筋混凝土箱形拱桥，净跨径180m，净矢高32m，净矢跨比1/5.625，拱轴系数1.756，为等高截面悬链线拱，拱圈截面为单箱双室，横向宽7.5m,高3.3m，整个拱箱分29个节段施工，其中两岸各设一种拱脚现浇段，采用“斜拉支架法”施工，拱顶设一种吊架浇筑合拢段，拱圈2-14#节段采用挂篮进行浇筑，其中2#节段长度最长，为7.579m，3#节段重量最大，为221.5t。设计荷载公路I级，主桥抗震烈度按7度设防,桥型立面布置图如图1所示。

图1 马蹄河特大桥桥型立面布置图（尺寸单位：cm）

2 塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法

马蹄河特大桥主拱圈采用挂篮悬臂浇筑施工完毕，依照拉索扣挂方式为塔架斜拉扣挂法，区别于悬臂桁架浇筑法。

塔架斜拉扣挂法是国外采用最早、最多大跨径钢筋混凝土拱桥无支架施工办法。此法施工要点是：在拱脚墩、台处安装暂时钢或钢筋混凝土塔架，用斜拉索一端拉住拱圈节段，另

一端绕向台后并锚固在岩盘上，这样逐节向河中悬臂施工，直至拱桥拱顶合龙，再进行拱上立柱、桥面板施工。

图2 斜拉扣挂悬臂浇筑施工示意图

悬臂桁架法，也称斜吊式悬浇法，此施工原理是:在施工过程中，主拱圈、拱上立柱和桥面板等同步向跨中施工，并与暂时斜拉索构成变高度悬臂桁架，此种办法每个循环工序都需要完毕拱圈、立柱、桥面板施工，工序之间衔接紧密，且桥面板设计因保证具备抗拉强度高特点，如采用钢梁。对设计和施工都提出较高水平，在国内尚未施工先例。

图3 悬臂桁架法现浇拱桥施工示意图

3 施工控制概述

桥梁施工控制特点是在施工过程中采用有效技术办法保证构造安全和特性状态符合设计规定，满足最后成桥状态。过程中采用动态控制法，重要鉴别方式是通过监控量测进行分析、修正，以此达到预想规定。

4 悬臂浇筑法拱桥核心技术控制

马蹄河特大桥采用是悬臂浇筑施工中斜拉扣挂法，施工控制核心构造为挂篮、扣挂系统、索力，重要涵概构造体设计分析、运营监测控制。

图4 马蹄河特大桥挂篮悬浇施工简图

4.11#节段斜拉支架法

拱圈第一节段拱圈长10.284m，宽7.5m，高3.3m，单箱双室构造，采用C50混凝土，方量为155.9m³，重量为405.4t。依照现场测量实际状况，2#拱座边沿接近悬崖边线，3#拱座左幅边沿离基座边沿最小距离为0.5m，最大距离为5.9m，不能满足现浇段8m宽度规定，故不能采用常规落地支架施工。

分别从施工成本、施工工期、施工速度及难易限度等进行了比较，推荐采用斜拉支架（墩柱作为斜拉塔柱），即第四种方案，支架比选方案见下表：

表1现浇段支架比选方案

序号支架类型长处缺陷结论

1 落地支架

（钢管支架或满堂

支架）

工艺成熟，施工简朴；支架施

工速度块；安全性高；支架成

本较低；支架沉降可控；可与

墩柱同步开始施工，节约工期

对地基承载力规定较高，受地

形条件限制，无法搭设落地支

架；

不可用

2 悬臂支架

（在拱座上预埋型

钢支架，靠支架自

构造简朴，支架施工速度快；

可与墩柱同步开始施工，节约

工期；

型钢刚度规定高，钢材用量多；

变形较大；安全性较低；不可用