馮云強(qiáng)

（中鐵八局集團(tuán)第一工程有限公司 重慶 400050）

1 概述

2 方案的確定

在3#-4#墩間采用獨(dú)塔斜拉式桁架梁，跨度為70+70m，兩端采用附著托架作為附跨支承，江岸上采用30+30m和24m跨距連續(xù)梁結(jié)構(gòu)；斜拉主塔基礎(chǔ)采用“H型”桁架梁結(jié)構(gòu)，梁部采用三對(duì)斜拉索進(jìn)行斜拉錨固。該方案較之于常用的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，減少了水中墩的施工，降低了成本，且避免了洪水期江面漂浮物對(duì)墩的撞擊。但該方案采用斜拉桁架梁式棧橋在國(guó)內(nèi)外無(wú)現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可循，實(shí)施中需要解決棧橋主塔基礎(chǔ)形式、棧橋主塔形式、斜拉錨座的設(shè)計(jì)、斜拉錨索的設(shè)計(jì)及施工、各錨索預(yù)應(yīng)力的施加等一系列技術(shù)上的難題。

3 棧橋設(shè)計(jì)

南岸棧橋設(shè)在3#與引橋間,全長(zhǎng)224m，共5跨（2X70m＋2X30 m+24m）。嘉華嘉陵江大橋橋位處100年一遇洪水水位為192.13m，為避免洪水沖刷棧橋梁部，確保棧橋的絕對(duì)安全，經(jīng)過(guò)綜合考慮，擬將棧橋支墩墩頂控制標(biāo)高設(shè)為192.5m。橋面截面為2X2m，支墩采用萬(wàn)能桿件搭接。

3.1 斜拉式桁架梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算

在3#-4#墩之間采用低塔斜拉式棧橋，全長(zhǎng)140m，梁截面為2×2m，采用四肢結(jié)構(gòu)，斜拉橋梁部荷載考慮其自重、輸送管荷載、人群荷載及橋面系荷載，按均布荷載q=10.4kN/m計(jì),集中荷載考慮3t。

此結(jié)構(gòu)屬于空間桁架結(jié)構(gòu)，為保證對(duì)結(jié)構(gòu)分析的準(zhǔn)確性，對(duì)桁架梁采用SAP2000進(jìn)行空間有限元分析，計(jì)算模型采用空間模型，共有節(jié)點(diǎn)576個(gè)，單元2524個(gè)；單元類型采用梁?jiǎn)卧退鲉卧?，并通過(guò)大幅減少梁?jiǎn)卧目箯潉偠葋?lái)模擬桁架單元，截面特性根據(jù)萬(wàn)能桿件相關(guān)資料設(shè)定，邊界條件為兩端滑動(dòng)支撐，中間固定。

計(jì)算結(jié)果顯示：

支座處反力：簡(jiǎn)支端為8.5t，連續(xù)端為21.2t，固定支座處為86t。

四肢弦桿最大拉應(yīng)力為49.5t，最大壓應(yīng)力為47.6t，設(shè)計(jì)拉/壓應(yīng)力分別為131.5t和122.5t，安全系數(shù)為2.67和2.57。

甄小美臉上露出無(wú)奈的神情。我接著說(shuō)：“那咱們想想，你還能做什么，讓自己覺(jué)得不無(wú)聊，覺(jué)得有意思？然后把它做到選擇輪里。你看我這個(gè)建議怎么樣？你要愿意試試，咱們就做；要不愿意試，也無(wú)所謂。咱們?cè)傧雱e的……”甄小美習(xí)慣了被提問(wèn)，沒(méi)等我說(shuō)完，立刻蹦出：“畫(huà)畫(huà)?！?/p>

在百年一遇洪水沖刷力及風(fēng)荷載最不利組合下，主塔穩(wěn)定系數(shù)為1.5。

梁部最大計(jì)算撓度為69mm，實(shí)測(cè)撓度為122mm。

拉索分次張拉，當(dāng)固定荷截全部加載后用12臺(tái)單頂對(duì)全部索力進(jìn)行調(diào)整。

棧橋布置如圖1。

圖1 斜拉部分剖面圖

3.2 主塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

2#支墩處在嘉陵江河床上，根據(jù)鉆探資料，河床面覆蓋厚為1～2m的砂卵石層，支墩處枯水季時(shí)水深在1.5～2m,基礎(chǔ)形式擬為錨桿承臺(tái)基礎(chǔ),承臺(tái)板平面尺寸為：6mX10m（縱寬X橫寬）；承臺(tái)板的厚度為1.8m；錨桿長(zhǎng)為3m,按0.8m間距設(shè)置；河岸5#基礎(chǔ)采用3.5mX3.5mX1.8m明挖基礎(chǔ)。具體見(jiàn)圖2。

圖2 主塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖

4 施工工藝

4.1 棧橋基礎(chǔ)施工工藝

筑島圍堰施工2#支墩基礎(chǔ)，機(jī)械開(kāi)挖至基巖面后采用人工開(kāi)挖承臺(tái)，承臺(tái)嵌入基巖底2m，并布置梅花形錨桿與基巖連接，最后進(jìn)行C30混凝土澆筑。

4#支墩地處在便道高填方地段，只能對(duì)此基礎(chǔ)采用人工護(hù)壁挖孔的方式形成樁頂承臺(tái)樁基礎(chǔ)，5#支墩處在主排污箱涵的坡側(cè)，該處填方深12m多，在此處采用6×6×1.5明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，要求基礎(chǔ)底部應(yīng)力大于0.15MPa。

4.2 斜拉部分桁架梁施工工藝

4.2.1 總體施工方法

2#支墩基礎(chǔ)澆筑完成后，在2#支墩兩側(cè)搭設(shè)碗扣支架垛，支架垛必需伸入塔吊工作范圍內(nèi)，以便利用塔吊起吊桿件，解決桿件垂直運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題。梁部萬(wàn)能桿件的拼裝，從2#支墩開(kāi)始向兩端嚴(yán)格對(duì)稱施工。當(dāng)梁部拼接進(jìn)入塔吊工作范圍后，采取在平地預(yù)拼成長(zhǎng)度為4m的預(yù)拼段，然后用塔吊直接吊裝進(jìn)行拼接，以加快拼裝速度。

4.2.2 施工工藝流程

在一、二區(qū)之間無(wú)碗扣架的位置用塔吊輔助進(jìn)行懸臂拼裝。在拼裝的同時(shí)進(jìn)行鋼絞線穿結(jié)，并進(jìn)行初張拉。初張拉的控制力第一組為10kN、第二組為50kN，待梁全部拼裝完成后再進(jìn)行完全張拉。拼裝過(guò)程見(jiàn)圖3。

4.2.3 重要構(gòu)件加工

鋼鉸線加工及處理：鋼鉸線采用準(zhǔn)15.24,P=1860MPa無(wú)粘結(jié)鋼鉸線；鋼鉸線一端采用擠壓接頭，作為以后的錨固端；采用單頂進(jìn)行對(duì)稱張拉；張拉端錨固后在端部用P錨做成保險(xiǎn)錨固一道。

鞍座及錨固端設(shè)計(jì)見(jiàn)圖4。

圖4 鞍座及固錨端設(shè)計(jì)圖

4.3 橋面鋪裝

橋面鋪裝采用5cm厚的木板，鋪板時(shí)，相鄰兩塊用抓釘連接好,搭頭不能落空，木板與棧橋固定牢實(shí)。在每?jī)擅坠?jié)段中部加設(shè)欄桿立柱,用50×50×1200角鋼與N1、N2栓接，扶手用準(zhǔn)50普通鋼管與角鋼頂連接，中部用準(zhǔn)16鋼筋加兩道防護(hù)。

5 洪水期防護(hù)措施

做好歷史水情、災(zāi)情調(diào)查，施工過(guò)程中加強(qiáng)與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)聯(lián)系，及時(shí)獲取準(zhǔn)確的水情預(yù)報(bào)，確保防洪工作的主動(dòng)權(quán)。

當(dāng)水上漂浮物到達(dá)棧橋上游附近，立即用鉤桿等疏導(dǎo)，及時(shí)清理,確保棧橋安全。

設(shè)立水位標(biāo)。嘉陵江系山區(qū)河流，汛期水位變化幅度大，測(cè)量組密切注意水位變化，并與上游水文站保持聯(lián)系，設(shè)立水位標(biāo)識(shí)，以確保人身和機(jī)具設(shè)備的安全。在棧橋3號(hào)和4號(hào)支墩各設(shè)立一個(gè)水位標(biāo)識(shí)。

設(shè)立航標(biāo)。為了防止江面來(lái)往船只沖擊承臺(tái)、橋墩，在航道一定范圍內(nèi)設(shè)立航標(biāo)，發(fā)布通航公告，告示船舶通過(guò)橋區(qū)航道的注意事項(xiàng)，擬定施工期水上交通安全管理暫行辦法，按照大橋橋跨方案和測(cè)量組實(shí)測(cè)的河道水下地形，布置臨時(shí)導(dǎo)航標(biāo)識(shí)，以使船舶安全通過(guò)航區(qū)。在施工期間，配合航道管理部門(mén)，根據(jù)施工需要及時(shí)調(diào)整和維護(hù)導(dǎo)航標(biāo)志。

6 結(jié)束語(yǔ)

重慶嘉華嘉陵江大橋斜拉式桁架施工棧橋，突破了管用的連續(xù)梁跨結(jié)構(gòu)模式，創(chuàng)造性采用低塔斜拉式折架梁，利用附著式托架支承兩端，極大地減少了水下墩及梁部施工難度，降低了連續(xù)結(jié)構(gòu)多墩多迎水面帶來(lái)的諸多安全隱患。采用連續(xù)結(jié)構(gòu)及斜拉結(jié)構(gòu)的有效組合，并增加在墩柱及承臺(tái)部分的地面端錨固結(jié)構(gòu)，保證了全橋縱橫向穩(wěn)定，確保了棧橋的使用安全。棧橋建成使用后，經(jīng)過(guò)了嘉陵江有史以來(lái)最大流速洪水的考驗(yàn)，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，棧橋各方面均屬正常。保證了主橋施工在洪水期間正常推進(jìn)，為全橋工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也正是施工棧橋等輔助措施的有效實(shí)施，在重慶同期開(kāi)工的三座大橋中，嘉華嘉陵江大橋是唯一一座不受洪水影響施工進(jìn)度的大橋，從而贏得了廣泛的社會(huì)贊譽(yù)。