夾巖水利樞紐白甫河高大跨管橋拱圈施工方案研究

【摘要】貴州省夾巖輸配水一期工程北干渠附廓前段的白甫河倒虹管橋，為國(guó)內(nèi)水利工程第一座主拱圈擬采用斜拉扣掛懸臂現(xiàn)澆工藝的特大倒虹管拱橋，跨徑為180m。在箱拱懸臂澆筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中， 有比較多的創(chuàng)新點(diǎn)，可為同類工程設(shè)計(jì)提供新的思路和參考。

【關(guān)鍵詞】大跨徑管橋；主拱圈；斜拉扣掛懸臂澆筑；施工技術(shù)

1、工程概況

白甫河倒虹管橋位于貴州省畢節(jié)地區(qū)大方縣境內(nèi)，是夾巖北干附廓前段上的一座特大型管橋，橋區(qū)地形屬典型V型溝谷，主跨為180米的單位箱形截面拱橋，主拱圈為單箱雙室型截面，跨徑布置為2×20m+180m+3×20m。主拱圈采用斜拉扣掛懸臂澆筑工藝施工。圖1為白甫河管橋縱剖面圖：

2、管橋施工方案的選擇

根據(jù)大橋所在橋位區(qū)的實(shí)際地形地質(zhì)條件，以及施工可行性、安全可靠性、造價(jià)、等方面綜合考慮，特別是場(chǎng)地要求受到制約，采用其它施工方法如支架搭設(shè)、纜索預(yù)制吊裝等存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)及受場(chǎng)地限制。經(jīng)多方案比選，主拱圈采用斜拉扣掛懸臂澆筑工藝施工。

從結(jié)構(gòu)尺寸和相應(yīng)重量來(lái)看，北干渠附廓前白甫河管橋結(jié)構(gòu)與公路、鐵路連續(xù)剛構(gòu)箱梁完全類似，在國(guó)內(nèi)外都有成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，即采用掛籃逐節(jié)段懸臂澆筑。據(jù)調(diào)查了解，國(guó)內(nèi)貴州省已竣工的思劍高速公路的木蓬特大橋（跨徑165m）、四川白沙溝1號(hào)橋（跨徑150m）、四川省攀枝花市東區(qū)新密地特大橋（182m）等工程已成功應(yīng)用斜拉扣掛懸臂澆筑工藝進(jìn)行了施工。

夾巖水利樞紐工程干渠及供水管線的高大跨連續(xù)剛構(gòu)管橋雖然荷載比公路、鐵路在建及已建項(xiàng)目大很多，但澆筑分段及分塊重量均與公路、鐵路在建及已建項(xiàng)目相當(dāng)，因此創(chuàng)新采用斜拉扣掛懸臂澆筑工藝施工應(yīng)是較為成熟的施工方法。

圖2為白甫河管橋主拱圈懸澆總體布置示意圖。

3、拱圈施工方案

3.1 拱圈施工總體思路

將主拱圈分成30個(gè)節(jié)段，除1號(hào)節(jié)段和跨中合攏段外，拱圈的施工采用掛籃逐節(jié)段懸臂澆筑；完成一個(gè)節(jié)段施工后對(duì)該懸臂節(jié)段進(jìn)行臨時(shí)扣掛，進(jìn)入下一循環(huán)施工；1號(hào)節(jié)段采用現(xiàn)澆支架進(jìn)行澆筑，跨中合攏段采用掛籃進(jìn)行澆筑；在交界墩蓋梁上設(shè)置扣塔，1～5號(hào)節(jié)段的扣索通過(guò)錨箱扣掛在交界墩蓋梁上，6～15號(hào)節(jié)段的扣索通過(guò)扣塔進(jìn)行斜拉扣掛；錨索利用擴(kuò)大永久結(jié)構(gòu)的橋臺(tái)和承臺(tái)并輔以預(yù)應(yīng)力巖錨進(jìn)行錨固。

拱圈形成前，結(jié)構(gòu)自身處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需要通過(guò)大量臨時(shí)結(jié)構(gòu)和輔助措施，以保證成橋過(guò)程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和施工安全。輔助措施以索體系為主，相對(duì)支架具有更不確定風(fēng)險(xiǎn)因素；施工過(guò)程中，需要進(jìn)行多次結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，最終實(shí)現(xiàn)成橋狀態(tài)；懸臂澆筑過(guò)程中，隨著新節(jié)段混凝土澆筑及扣索張拉，已澆筑節(jié)段頂?shù)装謇瓑簯?yīng)力將重復(fù)出現(xiàn)，應(yīng)有效控制拉應(yīng)力，以保證懸澆過(guò)程中箱拱頂?shù)装寤炷敛婚_裂的問(wèn)題。

3.2 1#節(jié)段施工

1#節(jié)段采用搭設(shè)排架進(jìn)行澆筑，立柱鋼管采用φ500×8mm鋼管做支撐，橫向設(shè)置3組，和腹板對(duì)應(yīng)；縱梁采用45a工字鋼，橫向設(shè)置5道；并和拱座的預(yù)埋型鋼進(jìn)行焊接；橫梁采用2I32a和3I32a型鋼分配梁采用20a槽鋼。

整個(gè)支架的各個(gè)聯(lián)系點(diǎn)均使用焊接；在縱梁下設(shè)置楔形塊以便于脫模；在橫向分配梁下設(shè)置墊塊調(diào)整拱圈弧度。

3.3 掛籃拼裝及預(yù)壓

1#段施工完成后，即可進(jìn)行掛籃安裝工作，在1號(hào)節(jié)段的對(duì)應(yīng)底面上安裝底籃的主骨架； 安裝好拉桿和止退的抗剪臂；安裝掛籃掛鉤、滑船、軌道、行走滾輪等；安裝掛籃其他的桿件、橫梁；安裝底模、工作平臺(tái)及工作通道；安裝內(nèi)外模。

3.4 2～15#梁段混凝土施工

掛籃預(yù)壓完成后，開始進(jìn)行2#～15#節(jié)段的施工；其施工步驟為：掛籃就位→調(diào)整底模標(biāo)高→底板、腹板和隔板鋼筋安裝→側(cè)模、內(nèi)模安裝→頂板鋼筋安裝→頂模安裝→混凝土澆筑→安裝臨時(shí)扣索→達(dá)到齡期且達(dá)到85%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行扣錨索張拉→前移掛籃進(jìn)入下一節(jié)段施工。

掛籃的行走：待2#梁段施工完畢，掛籃即可行走。行走程序如下：鋪設(shè)軌道→放松絲桿→安裝頂推裝置→取出后部墊塊，提升掛籃抗剪臂→頂推掛籃前移。

3.5 合龍段施工

主拱圈合攏即體系轉(zhuǎn)換是控制全橋

受力狀況和線型的關(guān)鍵工序，因此主拱圈的合攏順序、溫度和施工工藝都必須嚴(yán)格控制。先用臨時(shí)連接型鋼將現(xiàn)澆段與邊跨懸臂澆筑段臨時(shí)連接，保持相對(duì)固定，然后進(jìn)行合攏段砼澆筑，防止合攏砼在早期因?yàn)榱后w砼的熱脹冷縮開裂。

4、結(jié)論

主拱圈采用斜拉扣掛懸臂現(xiàn)澆工藝施工，技術(shù)上成熟可靠，國(guó)內(nèi)有類似工程的成功經(jīng)驗(yàn)作為參考，施工上有一定難度。本文將為水利工程中大跨徑混凝土拱渡槽（橋）的設(shè)計(jì)及施工提供同類似的參考。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：蔡強(qiáng)（1970～），男（仡佬族），貴州銅仁人，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，主要從事：水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)工作。