苏南运河整治工程的桥梁设计与施工.doc

本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。苏南运河整治工程的桥梁设计与施工卞林源【江苏省交通厅航道局南京210005】摘要:苏南运河整治工程改建碍航桥梁42座,由于设计时能充分注意与周围环境相协调,建成后给运河沿线增添了许多新的景观。本文简要介绍了广大建设者在确保工期和质量的前提下,潜心研究在繁忙的通航河流上进行大跨径桥梁施工,如何把施工对通航的影响降到最低限度,而采用的一些新的施工方案。关键词:运河整治桥梁设计施工1工程概况苏南运河自镇江谏壁口至苏浙交界鸭子坝,全长208km,“六五”、“七五”期先行整治了无锡市河14.94km、苏州市河9.3km、常州市河8.9km,连同利用世界银行贷款整治的镇江丹阳陵口段等19.35km，共约52km,这次整治里程为156km,改建碍航桥梁42座。1992年8月开工,到1998年底可完成41座。2桥梁设计2.1桥梁设计标准2.1.1荷载标准根据这些桥梁所处位置与用途不同,大体上分为四种标准:(1)城市桥梁,其标准采用城市道路规范规定。(2)公路桥梁,其标准为汽车-20、挂车-100,人群荷载为3.5kNm2。(3)机耕桥,其标准为汽车-10。(4)人行桥,其标准为3.2kNm2。2.1.2净空标准桥下通航净空标准按苏北运河为B50,在最高通航水位时H7。2.1.3车行道标准苏南运河沿线桥梁较多,而且建于不同的年代,更没有统一的标准。苏南运河整治工程开始后,地方政府都希望把标准提高一点,如果全部按地方要求实施,总投资又突破过多。为此,在向省政府汇报,并经省政府领导同意,苏南运河整治工程桥梁改建标准为“拆一赔一、拆什么标准赔什么标准,地方政府要求提高标准的,所增加的费用由地方政府承担”。正是由于有了这么一条原则,后来实施的公路桥都能按所在公路等级标准进行实施,最宽的为高速公路标准,双向四车道;城市桥梁按城市规划,最宽的达30。为优化地方交通规划并提前实施,促进地方经济发展具有重要作用。在与地方政府研究确定改建桥梁标准时,对在同一镇上几座桥梁进行了优化。如苏州浒关镇,原有4座桥,自北向南分别是北津桥为净4.5的机耕桥,浒关桥为净3.7的人行桥,南津桥为净4.0的机耕桥,兴贤桥为净7.0公路桥,最后按北津桥净71.5公路桥、浒关桥净5人行桥、南津桥净机耕桥、兴贤桥净721.5公路桥改建;苏州望亭镇原有3座桥,自北向南分别是工农桥为净3.8的汽车、灰管两用桥、望亭桥为净4.5机耕桥,望亭南桥为先期改建的公路桥,最后按工农桥为净5公路桥、望亭桥净5.0人行桥改建。其它镇也有类似情况,经过优化以后,的确更加合理。2.2改建桥梁数量的确定苏南运河本次整治的156km航道中原有老桥37座,连同常州市河段整治时留下3座，计为40座。设计中考虑到镇江的辛丰桥、吕城桥均为公路桥,又位于集镇,如按新的通航标准改建,需要抬高3以上,不仅拆迁房屋较多,而且引道穿越集镇,给镇容影响较大。为此,经与地方政府协调,公路桥改由镇外通过,考虑到集镇居民过河方便,由我们补贴经费,在原桥位建人行桥,不仅保留了原来的市容,而且改善了环境。这样,使改建桥梁的总数增加到42座。2.3桥型选择苏南运河改建桥梁大部分位于城镇,因为要满足通航净空标准507,桥面标高一般比老桥抬高较多,为了减少征用土地、拆迁房屋,引道短和尽量利用老路,较多的选用下承式且桥面系结构高度较薄的桥型;同时为兼顾苏南古城、古镇风貌,以及同一河段不宜过于单一,选用了以下十种桥型:(1)预应力钢筋混凝土系杆拱;(2)钢管混凝土系杆拱;(3)预应力混凝土豪氏桁架;(4)独塔斜拉桥及预应力混凝土斜拉桁架;(5)钢筋混凝土中承拱;(6)预应力混凝土连续刚构;(7)预应力混凝土连续梁;(8)钢筋混凝土拱梁组合空腹式连续梁;(9)钢筋混凝土中承式组合体系;(10)单空腹拱梁组合体系。3桥梁施工3.1桥梁施工的组织形式这次改建的桥梁大部分由我们自己组织实施,但也有相当一部分城市桥梁,原来的标准不高,改建时结合地方规划,标准较高,我们只作为补贴项目,由于补贴投资占总投资的比例较少,这些桥梁都由地方政府组织实施,我们派人了解进度和质量,并按进度拨付补贴的部分投资。3.2施工方案苏南运河整治工程根据桥位的条件与桥梁结构形式,采用了不同的施工方案,其中连续梁的悬臂浇筑、拱型桥梁与桁架梁的有支架安装、少支架配浮吊安装都为常规方法,这里着重介绍几种无支架安装方案。3.2.1转体所谓转体就是先在航道两岸边施工主墩基础,接着在其上浇筑“磨盘”，再在“磨盘”上浇筑转90以前的墩身,同时在两岸顺岸搭设支撑，浇筑上部结构,并按设计进行穿束、张拉,然后用张拉用的油压千斤顶同时推动两岸“磨盘”,使其旋转90而合拢,最后浇筑合拢段或安装挂梁,进行桥面铺装。如果准备充分,转体全过程4就可以完成,而且运行平稳,安全可靠。因为转体时,桥面停止作业,“磨盘”处设有安全装置,可以讲对通航没有影响。此次采用转体方案的有4座桥,桥型分别是苏州北津桥为箱型连续梁,云梨桥为空腹式拱梁组合连续梁、坛丘桥为中承拱、常州奔牛东桥为单空腹拱梁组合体。跨径为6085，桥面宽度为1018.5,转体质量从12002000。常州奔牛东桥因桥位处航道向右岸拓宽,疏浚前先在平地上顺桥位搭设支架浇筑半个桥,左岸沿航道搭设支架按转体设计浇筑另半个桥,最后只将左岸一半转90合拢、安装挂梁即可。3.2.2利用老桥建新桥，利用新桥拆老桥无锡新虹桥老桥为主跨82、桥面宽6.2的双曲拱桥,新桥为主跨60、桥面总宽13.4的预应力钢筋混凝土系杆拱桥。新桥施工前先拆除老桥的栏杆,利用新桥墩加固老桥,并在老桥上搭设施工平台,然后在平台上施工新桥。具体做法是:先安装两端肋梁结合段及系梁钢筋骨架;安装拱肋,张拉风撑、吊杆，现浇系梁,张拉。利用新桥拆老桥,最后施工桥面。苏州工农桥老桥为主跨27、钢筋混凝土T梁、桥面5.3的公路、灰管两用桥,新桥为公路桥、灰管桥分开,同为主跨56、桥面宽分别为5和7平行的预应力混凝土豪氏桁架,新桥施工前先拆除老桥上的管道和栏杆,然后先施工管道桥的主墩,并在老桥上按灰管桥桥面宽度搭设平台,先现浇灰管桥桁架并张拉后,用整体横向移动的方法,将整桥的桁架落到桥墩上,安装桥面系,再施工工农桥的主墩和在平台上现浇工农桥的桁架,张拉后落到主墩上,利用新的工农桥将老桥T梁吊起放在船上运走,最后施工桥面系。由于在老桥上施工,未改变桥下航道条件,因此对航行没有影响。3.2.3浮运80年代,苏北运河扬州大桥改建时,为了利用主跨52的预应力钢筋混凝土系杆拱老桥,先拆除其桥面系,然后用一只大钢驳将其托起,经过邵伯船闸,浮运百余km,安装到宝应事先施工好的宝应大桥主墩上,其场面可谓壮观。此次无锡五七桥为主跨55m、桥面总宽5.8m的预应力混凝土豪氏桁架,施工时,在施工主墩的同时,在附近岸上预制场地整体放样浇筑桁架片,然后用6只钢驳拼成平台,在平台上搭设支架,用浮吊将桁架片吊至支架上拼装、安装横梁、风撑、张拉。最后,选定时间,实行航道管制,将钢驳拖至桥位,向船内注水,将整桥落在主墩上,整个过程不超过4。3.2.4浮吊安装无锡新安北桥为主跨60,桥面总宽13.4的钢管混凝土系杆拱桥,施工时在施工主墩的同时,在附近岸上整体放样制作拱圈、系梁劲性骨架、风撑、横梁、吊杆,将拱圈、系梁劲性骨架、吊杆组拼成整体钢骨架,然后选择时间实行航道管制,用浮吊将整片骨架吊到主墩上,再安装定位用的部分风撑,形成框架,整个过程只用4左右。最后用混凝土泵按设计要求浇筑拱肋和系杆混凝土、张拉,安装横梁并张拉,最后再施工桥面。4几点体会4.1对中承拱桥型设计的思考这次共有三家设计单位做了4座中承拱桥型的施工图设计,其中第一家设计单位设计了镇江丹阳北二环公路桥和苏州浒关人行桥,第二家设计单位设计了镇江辛丰公路桥,第三家设计单位设计了苏州坛丘公路桥。从地质条件看,丹阳北二环公路桥与辛丰公路桥较好,而浒关人行桥与坛丘桥较差。为了克服主桥墩的水平推力,丹阳北二环公路桥与浒关人行桥两主墩均设置阻滑板,尤其是丹阳北二环公路桥,桥面宽为双向4车道。全桥混凝土量为74193,而阻滑板的尺寸每块为横桥向42,顺桥向27,厚度(连齿坎)3.8,全桥阻滑板混凝土量为68043,另加碎石垫层;浒关人行桥因桥面宽度小、荷载标准低,阻滑板混凝土量相对讲要小的多,但由于土质较差,连阻滑板的重量都不能承受。为此,仅东桥台在土方开挖后增加长度6、梢径8的木桩280余根。辛丰公路桥只是在结构上采取了一些措施,没有采用大体积的阻滑板;坛丘桥虽然土质较差,由于采用了连拱结构,也未采用阻滑板。浒关人行桥于1994年10月建成,辛丰公路桥于1995年4月建成,丹阳北二环桥于1996年12月建成,坛丘桥于1996年12月建成,目前状况良好。广大的设计人员在研究设计规范的同时,应千方百计在结构上采取措施,把工程数量减下来,这对缩短工期和降低造价都有好处。4.2关于桥梁跨径的选择如果仅考虑苏南运河整治工程桥梁通航,净空标准507、跨径55就可满足。但是苏南运河整治工程直立式驳岸段口宽不小于60,跨径过小势必造成两只或一只主墩在航道内,不仅不能满足口宽标准,而且施工时要打围堰。为了防止施工时过往船舶碰撞所采取的措施,最后还要拆除围堰,施工结束后,主墩在航道内,对船舶航行总是有些影响。相比之下,不如适当加大跨径,使主墩落在驳岸段口宽线以外。4.3要重视桥面小构件的设计此次这么多桥梁设计中,应该说大部分桥梁的栏杆柱、栏杆扶手设计比例协调,外形美观、施工方便、质量也好;但也有少量的值得改进,如栏杆的式样不够美观,特别是施工不