萬 嬌

(重慶交通大學(xué))

1 引 言

1997 年我國建成了世界第一跨的重慶萬州長江大橋，跨徑為420 m 鋼筋混凝土箱型拱橋。近十年，日本和歐洲等國家對大跨徑鋼筋混凝土拱橋的研究相當(dāng)活躍。法國米勒高架橋602 m 混凝土拱橋方案，日本600 m 混凝土拱橋的試設(shè)計，這兩座跨徑在600 m 左右的混凝土拱橋試設(shè)計施工方案都采用組合施工法。組合施工法即兩種或兩種以上的施工方法相結(jié)合完成整個拱圈的施工，其特點是充分利用各種施工方法的優(yōu)點，因地制宜，優(yōu)化施工工藝，節(jié)省施工設(shè)備，縮短施工工期。目前國內(nèi)外采用的組合施工法有:斜拉扣掛和剛性骨架組合法、轉(zhuǎn)體施工和勁性骨架組合法等。我國在大跨徑混凝土拱橋的研究方面與外國相比相對落后，為了促進(jìn)我國拱橋事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，本文對兩座采用組合施工法的鋼筋混凝土拱橋進(jìn)行介紹。

2 日本帝釋橋

2.1 概述

1978 年建成的日本帝釋橋，橋長284 m 的無鉸拱橋，在陡峭的溪谷上架設(shè)的高速公路橋。該橋分為上下行橋，跨徑145 m，矢高30 m，拱軸線為m=2.5 的懸鏈線。拱圈截面為雙室箱，拱頂高2.4 m，拱腳高3.8 m，拱圈寬度為9.9 m。

2.2 施工方法

施工時，在左右兩岸搭設(shè)安裝28 m 高的塔架，用塔架上伸出的斜拉桿將拱肋吊起，大約一半長度跨徑的拱肋用懸臂伸出法施工。余下的跨中部分，用型鋼制作米蘭構(gòu)件，用特殊工程車澆筑混凝土將米蘭構(gòu)件部分裹住形成拱肋，在拱肋上安裝支架施工立柱和橋面板。

主要施工步驟如下:(1)施工拱臺、錨定及端立柱，架立剛塔架，安裝支座和支座混凝土塊，架設(shè)懸掛支架，架設(shè)導(dǎo)向索纜，設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋并安裝拱肋底板模板。(2)在拱腳處設(shè)置施工用的銷支座，在懸吊支架34 m 范圍內(nèi)澆筑混凝土(一般平均澆筑長度4.5 m)，在頂板間配置橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋。(3)澆筑拱腳混凝土并固定拱腳，配置拆除懸掛支架用的預(yù)應(yīng)力鋼筋，將斜拉桿從懸掛支架上移至拱體上，拱肋與懸掛支架脫離，拆除底板模板，用纜索起重機(jī)從懸掛支架前端逐段撤除支架。(4)在懸掛支架前端設(shè)置米蘭構(gòu)件臨時支撐臺，安裝支座和支座混凝土塊，架設(shè)第1 ～5 段米蘭構(gòu)件，設(shè)置斜拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，架設(shè)第6 ～9 段米蘭構(gòu)件，架設(shè)第10 ～12 段米蘭構(gòu)件至拱頂合龍成拱。(5)在米蘭構(gòu)件上安裝掛籃，米蘭構(gòu)件共14 段，左右相互交錯澆筑混凝土包裹米蘭構(gòu)件，配置橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋(澆筑每段長6.5 m)，澆筑拱頂合龍段混凝土(4 m)，拱肋澆筑完畢拆除掛籃，拆除全部的預(yù)應(yīng)力鋼筋，釋放橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉力。(6)澆筑拱上立柱和引跨墩，澆筑橋面板，橋梁主體工程完成，施工橋面，全橋竣工。

3 日本宇佐川橋

3.1 概述

日本宇佐川橋位于山口、島根、廣島三縣交界處三口縣境內(nèi)。宇佐川橋址指定在國定公園內(nèi)，屬于第一類特區(qū)，為了不損壞大自然的優(yōu)美景色，在考慮橋梁方案時，以宇佐川為中心的200 m 范圍內(nèi)不能設(shè)置橋墩等結(jié)構(gòu)物。從經(jīng)濟(jì)合理、施工方便、縮短工期及美觀等方面考慮，最終選定了跨徑204 m 的混凝土拱橋方案。宇佐川橋是鋼筋混凝土無鉸拱橋，由于橋位兩岸的地形不同，以及選擇橋臺位置受限制，拱的形狀左右不對稱且矢度很大(矢跨比:右半拱為1/6，左半拱為1/9);橋面分為上下行四個車道，拱圈作為整體結(jié)構(gòu)，拱圈為寬度17.8 m 的一個三箱室截面，梁高由拱腳的4.4 m變化至拱頂?shù)?.6 m。在拱頂處，上下行線的橋面板作為整體結(jié)構(gòu)，而在拱的其他部位橋面板作成分離結(jié)構(gòu)，為了盡可能減輕拱圈的負(fù)荷，橋面板選用了自重輕、梁高為75 cm 的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。

3.2 施工方法

混凝土拱橋的拱圈在施工過程中會產(chǎn)生很大的應(yīng)力，此應(yīng)力往往對拱圈設(shè)計斷面起控制作用。本橋采用塔柱、米蘭組合的施工方法，與1978 年10 月建成的帝釋橋采用的方法大體相同，但帝釋橋施工時再拱腳處設(shè)置了臨時鉸，并靠拱腳一大段拱圈采用懸掛支架施工。本橋因跨度大，拱腳作成固結(jié)狀態(tài)，并自拱腳開始采用懸臂施工，這是與帝釋橋最大的區(qū)別。

主要施工步驟如下:(1)施工拱臺、錨定及端立柱，架立剛塔架，安裝支座和支座混凝土塊，架設(shè)懸掛支架，架設(shè)導(dǎo)向索纜，設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋并安裝拱肋底板模板。(2)拱圈分為42 段，每段長度約4 ～6 m，兩拱腳50 m 范圍內(nèi)采用斜拉預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行懸臂架設(shè)施工。(3)拱圈中部約100 m 長度用塔柱和斜拉預(yù)應(yīng)力鋼筋架設(shè)米蘭構(gòu)件，形成拱圈形狀，其后將米蘭構(gòu)件澆筑鋼筋混凝土合龍拱圈。(4)拱圈完成后，撤去斜拉預(yù)應(yīng)力鋼筋和塔柱，澆筑拱上立柱和引跨墩，澆筑橋面板，全橋竣工。

4 結(jié) 語

組合施工方法吸取了懸臂澆筑法的優(yōu)點，整個拱圈現(xiàn)場澆筑，保證了結(jié)構(gòu)的整體性，只有中間部分采用勁性骨架，與勁性骨架拱橋相比又節(jié)省了部分用鋼量，最重要的是能使橋梁在跨徑方面能有更進(jìn)一步的突破。以最廉價的原材料修建大跨度的混凝土拱橋，是大跨徑拱橋發(fā)展的方向。因此，開展部分懸澆與部分勁性骨架組合施工法的研究，對完善混凝土拱橋施工工藝、推動拱橋進(jìn)一步發(fā)展具有十分重要的意義。

［1］ 陳寶健，許有勝，陳寶春. 日本鋼筋混凝土拱橋調(diào)查與分析［J］.中外公路，2004，(4).

［2］ 日本土木學(xué)會.コニケリ－ト長大?。翗颍чg600mクラヌ－の設(shè)計施工［M］.東京:日本土木學(xué)會，2003.

［3］ 陳寶春，黃卿維.600 m 跨徑混凝土拱橋的試設(shè)計研究［J］. 中外公路，2006，(2).