■宋　馨朱　曉

（1.中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，上海　200127；2.江蘇中泰橋梁股份有限公司，靖江　214500）

蘇州斜港大橋施工方案研究

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（1.中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，上海200127；2.江蘇中泰橋梁股份有限公司，靖江214500）

新建蘇州斜港大橋主橋是一座全鋼結(jié)構(gòu)的桁架式雙層橋面梁拱組合鋼拱橋，為蘇州市東環(huán)快速路南延工程的重要橋梁。橋梁采用雙層橋面布置，跨徑組合為69+180+69＝318m，橫橋向布置兩片主桁，上層橋面寬41.6m，下層橋面寬48.6m。經(jīng)濟合理的鋼結(jié)構(gòu)安裝方案是成功實現(xiàn)設(shè)計理念的有力保證，本文通過對現(xiàn)場施工條件的深入分析，進行了全支架施工和頂推施工兩種施工方案綜合比選，最終確定了鋼結(jié)構(gòu)廠內(nèi)制作，分節(jié)段運輸至現(xiàn)場全支架組拼，先梁后拱的施工方案，可供類似工程借鑒。

雙層橋面梁拱組合鋼拱橋現(xiàn)場安裝全支架施工

1　工程概述

蘇州市斜港大橋是一座全鋼結(jié)構(gòu)的雙層橋面桁架式拱梁組合體系橋梁，為蘇州市東環(huán)快速路南延工程的重要節(jié)點，位于吳中區(qū)蘇申外港線（斜港）與京杭大運河交叉口處。

斜港大橋主橋采用雙層橋面布置，跨徑組合為69+ 180+69＝318m，橫橋向布置兩片主桁，主桁間距36m。上層橋面寬41.6m，其中車行道寬33m，為城市快速路；下層橋面寬48.6m，其中車行道寬33m，為城市主干路；上層橋面設(shè)置1m寬的檢修道，下層橋面設(shè)置1.5m寬人行道和3m寬非機動車道。斜港大橋?qū)嵕耙妶D1，立面和橫斷面見圖2和圖3。

2　結(jié)構(gòu)設(shè)計

本橋為桁架式拱梁組合體系，拱和梁通過結(jié)合段大節(jié)點相連，拱的推力全部由主梁承擔(dān)。主梁和橋墩之間設(shè)置大型球鋼支座。

橫橋向設(shè)兩片主拱，每片主拱為由上下兩根八邊形的箱型拱肋組成的桁拱體系，采用三角桁式。全橋共設(shè)置15道箱型風(fēng)撐。

主梁主桁采用三角桁式，標(biāo)準(zhǔn)段弦桿與斜腹桿的夾角為60°左右。主桁包含上下弦桿、腹桿、整體節(jié)點。桁架桿件之間采用整體節(jié)點板，整體節(jié)點之內(nèi)采用板件對齊直接傳力，節(jié)點板僅起到應(yīng)力擴散的作用。

橋面系分為正交異性橋面板（車行道）、橫梁、人非車道挑臂、檢修道挑臂。標(biāo)準(zhǔn)的正交異性板塊長度約9m，由厚16mm的橋面板、縱向“U-肋”和小縱梁組成。主橫梁和副橫梁平均間距各約9m，交錯布置。主梁標(biāo)準(zhǔn)階段構(gòu)造圖見圖4。

全橋共設(shè)17對吊桿，分為柔性索、裝飾索兩種。其中柔性索型號Φ7-127，的鍍鋅高強度平行鋼絲索。吊桿順橋向為9m，分別錨固在主拱和主梁節(jié)點橫隔板所連接的吊耳處。

3　施工條件分析

（1）斜港大橋位于吳中區(qū)蘇申外港線（斜港）與京杭大運河交叉口處，其中京杭大運河為三級航道，蘇申外港線為現(xiàn)狀四級、規(guī)劃三級航道。兩條航運均十分繁忙。

（2）在以往工程設(shè)計中，航道部門要求跨越航道的永久性橋梁需一跨過河，且在施工時水中不得設(shè)臨時墩。但在橋位下游100m處有一臨時性的斜港便橋，是按照60m臨時通航寬度實施的，斜港大橋在施工期間可以參照。

（3）主桁梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段外形尺寸為26.6（長）×38.2（寬）× 10.4（高）m，重量約840t，難以實現(xiàn)大節(jié)段整體運輸和架設(shè)，故采用主桁及橋面系分節(jié)段運輸、現(xiàn)場組拼的方式。

（4）為適應(yīng)本橋雙層橋面的特點，主梁采用桁架式，具有較大剛度。故可以采用“先梁后拱”的安裝方案。主梁邊跨和主跨的南半側(cè)完全位于岸上，可采用最經(jīng)濟的全支架安裝方案；主跨的北半側(cè)位于水上，則存在多種施工可行性，需要對各種施工方案進行論證后，選擇最經(jīng)濟合理的方案。

（5）從地理位置來看，京杭運河、蘇申外港線和蘇申內(nèi)港線（吳淞江）三條航道圍城一閉合的環(huán)狀，由外港線出入京杭運河的船只存在經(jīng)內(nèi)港線繞行的可能。航道地理位置圖見圖5。

4　施工方案

4.1頂推施工法

主橋鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝采用南北兩岸鋼主梁頂推，河中間合龍，河中拱肋及風(fēng)撐采用浮吊吊裝的施工流程。頂推施工時在鋼桁主梁下弦桿的若干位置設(shè)置大型臨時支墩，頂部設(shè)置縱向滑移軌道梁，同時設(shè)置了豎向和橫向千斤頂?shù)恼{(diào)節(jié)裝置；待鋼主桁、下橋面和上橋面形成整體后，采用ZLD自動連續(xù)頂推系統(tǒng)進行鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)性和同步性前行的施工工藝。

南岸采取兩次頂推，最大頂推重量5373t，北岸采取一次頂推，頂推重量4839t。鋼桁梁合龍段和拱肋采用浮吊安裝。

具體施工步驟如下：

步驟1：臨時支墩及拼裝支架施工，并在臨時支墩墩頂設(shè)置頂推平臺，在河中LS3臨時支墩打設(shè)鋼管樁時，需間歇性斷航。詳見圖6。

步驟2：在臨時支墩上部的頂推平臺上分步安裝主桁及橋面系，按計劃頂推，南岸采取兩次頂推，北岸采取一次頂推，頂推時為了保證過往船舶安全，需間歇性斷航。詳見圖7。

步驟3：在P2主墩與水中大型臨時支墩LS3設(shè)置千斤頂進行合龍口位置的調(diào)節(jié)，通過浮吊安裝合龍段，主桁梁合龍后安裝相應(yīng)的上下橋面及上下挑臂。需間歇性斷航。詳見圖8。

步驟4：邊跨拱肋采用履帶吊安裝，河中拱肋、風(fēng)撐采用浮吊施工，需間歇性斷航。詳見圖9。

步驟5：拱肋合龍段吊裝采用浮吊進行吊裝，需間歇性斷航。詳見圖10。

步驟6：主橋吊裝完成后，需要進行臨時支墩拆除、表面防腐涂裝，河中的主桁及橋面系下部施工時，需間歇性斷航。詳見圖11。

4.2全支架施工法

在鋼桁主梁下弦桿與斜腹桿交叉節(jié)點位置均設(shè)置臨時支墩，調(diào)整各臨時支墩頂面標(biāo)高，采用大型履帶吊或浮吊等設(shè)備分別安裝鋼主桁、下橋面節(jié)段、上橋面節(jié)段、拱肋、風(fēng)撐，逐段安裝成整體的施工工藝。

鋼結(jié)構(gòu)橋采用正常通航（60m通航凈孔）和封航（預(yù)留僅施工船舶通行的16m凈孔）兩種狀態(tài)的施工模式。鋼桁梁的安裝順序為：先下橋面系，后兩側(cè)鋼主桁，然后上橋面系，其次下挑臂板，再次上挑臂板。鋼桁拱肋和風(fēng)撐的安裝順序為：從兩端向中間逐段定位、逐段焊接。

具體施工步驟如下：

步驟1：根據(jù)拆遷進度情況，先進行北岸后進行南岸陸岸主桁、橋面系及拱肋的安裝、焊接工作。在此期間，保持航道正常通行。在陸岸施工的同時，在橋址南北兩側(cè)進行防撞墻施工，做封航前準(zhǔn)備。在此期間，在南北兩側(cè)封閉線上布設(shè)彩色燈帶，并安設(shè)警示燈具，提醒過往通航船舶提前進入中間的60m航道，避免撞擊臨時支墩。詳見圖12和圖13。

步驟2：河道搭設(shè)主桁拼裝支架并進行構(gòu)件安裝，需封航。中間預(yù)留凈寬16m的施工通航孔，沒有施工船舶進出時采用欄桿連接固定；封閉線上通長布設(shè)彩色燈帶，并安設(shè)警示燈具，用于提醒過往船舶繞道航行。詳見圖14。

步驟3：2015年1月底完成拼裝支架的拆除工作，恢復(fù)航道通航。

4.3方案綜合比選

4.3.1技術(shù)難度比選

（1）同步性

頂推施工方案南岸最大頂推距離長達100m，長距離頂推對施工技術(shù)、頂推設(shè)備要求很高。而且本橋橫向?qū)挾?8.6m，頂推施工時兩側(cè)同步性難以保證，直接影響工程質(zhì)量及施工進度；全支架方案施工則不存在同步性的問題。

（2）線形控制

頂推施工方案鋼桁架梁工廠加工中包含了施工預(yù)拱度，故主桁梁底呈豎曲線。而鋼桁架梁在頂推前進過程是變化的豎曲線，因此需要多次調(diào)節(jié)桁架梁的標(biāo)高，當(dāng)調(diào)節(jié)時，需停止向前頂推，將頂舉千斤頂放置在縱梁牛腿下端，頂舉牛腿進行超墊。此施工工序繁瑣，線形控制難度非常大。

頂推方案由于通航航道并不位于主跨跨中，導(dǎo)致主橋中跨合攏后，南北墩支座反力、全橋受力及線形均不對稱，需采用調(diào)節(jié)邊墩支座的支撐高度使橋梁受力、線形達到設(shè)計成橋狀態(tài)。

全支架施工通過在臨時支架頂部預(yù)先將標(biāo)高點調(diào)整到位，安裝時直接將構(gòu)件放置到位，進行微調(diào)，施工方便，線形控制簡單、精確度高，整橋線形更為可控。

全支架施工在支架上拼裝主梁節(jié)段，主跨合攏后，受力線形皆能滿足設(shè)計成橋狀態(tài)，無需調(diào)節(jié)邊墩支座的支撐高度，施工方便，整橋線形更為可控。

（3）臨時支架受力

頂推施工是一個動態(tài)過程，鋼桁架梁行進過程中一旦支架產(chǎn)生脫空現(xiàn)象會導(dǎo)致單個支架上的支反力過大影響桁架梁結(jié)構(gòu)安全。

全支架施工臨時支架受力明確、簡單，施工時臨時支架安全性有保障。

（4）結(jié)構(gòu)加強

頂推施工由于采用了滑板式頂推施工，故鋼主桁下弦桿矩形截面內(nèi)必須增設(shè)加勁板，增加了橋梁自重，間接地影響橋梁使用壽命；全支架施工無需結(jié)構(gòu)加強。

4.3.2經(jīng)濟造價比選

頂推施工投入材料、設(shè)備主要有2套專用頂推設(shè)備、1臺500t浮吊、2臺350t履帶吊，鋼材550t，鋼筋50t，混凝土620m3；PHC管樁4500m。

全支架施工投入材料、設(shè)備主要有1臺500t浮吊、3臺 350t履帶吊、2344mΦ600×110PHC管樁（C80）、1500t鋼管材料（包括鋼桁梁拼裝支架、防撞設(shè)施）。

綜合分析：采用全支架施工預(yù)計減少投入約200萬元。

4.3.3水上施工比較

頂推施工只需間歇性斷航；全支架施工需完全封航，水上施工期間船只需繞行。

4.4方案比選結(jié)果

綜合以上各種因素，考慮到新建蘇州斜港大橋為全鋼結(jié)構(gòu)桁架式雙層橋面梁拱組合鋼拱橋，設(shè)計較為新穎，技術(shù)比較復(fù)雜，施工難度大，工期緊，為最大程度保障大橋施工質(zhì)量和施工安全，以及保證施工工期，斜港大橋主橋鋼結(jié)構(gòu)采用集中封航約300m的全支架施工方案。對航道進行5個月的集中封航，避免間歇性斷航對船舶航行管理帶來嚴(yán)重困擾，有力地保證了施工工期，使蘇州東環(huán)快速路按時建成通車。

5　小結(jié)

合理的鋼結(jié)構(gòu)安裝方案是成功實現(xiàn)設(shè)計理念的有力保證，新建蘇州斜港大橋施工方案經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟、通航條件等多因素論證，最終選擇集中封航的全支架施工方案，降低了施工難度，節(jié)省了造價，縮短了工期，是個切實有效的最佳方案。

該橋已于2015年10月份建成通車，成橋試驗各項指標(biāo)良好，已成為蘇州東環(huán)快速路上的一道靚麗風(fēng)景。

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