第３８卷第１５期 ｜３８ Ｎｏ．１５ ２ ０ １ ２年５月 山 西 建 筑 Ｖ０ｌＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｍａｙ． ２０１２ ・１９７・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１２）１５—０１９７－０３ 上承式拱梁组合桥设计 严国香 （上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司，上海２０００９２） 摘要：结合某桥的工程地理位置及沿河景观要求，对该桥的结构设计特点、构造与施工要点等进行了简要介绍，目前该桥运营情 况良好，并取得了一定的经济、社会效益，为同类型桥梁施工积累宝贵经验。 关键词：上承式拱桥，体外索，景观桥梁 中图分类号：Ｕ４４８．５１ ’ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 空地，环境地质条件基本未破坏。 临西十二路桥是临沂市涑河片区水景生态走廊综合治理开 ２主要技术标准 发建设工程的重要组成部分，是沟通涑河南北两岸交通，完善城 设计车速：６０ ｋｍ／ｈ。设计荷载：公路一Ｉ级，人群和非机动 市路网布局的重要环节。该桥位于涑河西段，结合该区段为生态 车荷载按规范取用。抗震标准：地震基本烈度为７度，地震动峰 休闲区的功能划分，经过多次方案选择，最终确定主桥采用上承 值加速度为０．１５ｇ，地震动反应谱特征周期为０．３５ Ｓ。涑河净空 式拱梁组合桥（见图１）。桥梁总长１１４ ｍ，其中主桥跨径组合为 要求：净宽不小于１８ ｍ，净高不小于３ ｍ。下穿道路净空要求：净 ２０ ｍ＋３８ ｍ＋２０ ｍ，两侧为单孔１８ ｍ的预制空心板梁，双向六车 宽不小于９ ｍ，净高不小于３ ｍ。温度影响力：体系升温２５℃，体系 道布置、两侧设置人行道，桥梁宽度３０ ｍ。 降温２５℃。设计洪水频率：采用五十年一遇：Ｑｌ／５０＝８ ８００ ｍ ／ｓ， Ｈｉ／５０＝７３．０１ ｍ。 ３方案比选与特点 临西十二路桥位于涑河景观带的生态休闲区，根据桥梁所处 区段的功能规划，桥型方案选择在贯彻工程性能良好、结构安全、 经济合理、满足交通与防洪的基础上须更加突出桥梁结构建筑的 景观功能，做到技术与艺术的完美和谐统一，充分体现以人为本 图１三跨上承式梁拱组合桥效果图 的设计理念，使之成为该区段的景观亮点。为此，桥型方案选型 工程场地区域构造处于沂沭断裂以西，鲁西台背斜、尼山穹 综合考虑城市文化特色和涑河景观带整体规划风格，最终确定了 隆东南，临沂一苍山断块之临沂丘陵地带。场区附近未有大的断 三跨上承式拱梁组合桥为实施方案，并就这种桥梁的跨径、造型 裂带，所见地质构造主要为一系列北西及北东向平行发育小断 进行了多次优化调整。 层，两侧地层主要为奥陶系灰岩，石炭系砂页岩地层；上部为第四 桥型方案的特点如下： 系地层，主要有山前组含砂粘土，分布于山问斜坡和洼地；临沂组 １）桥位区地层主要为上部杂填土和第四系砂土，下伏奥陶系 粉质粘土、粘土，分布于涑河两侧阶地。 石灰岩。依据现场勘察，浅层石灰岩地层内含多处溶洞和裂隙， 本桥桥位位于涑河西段，场地地势两侧高，中间低，河床宽约 因此，采用群桩基础形式无疑是建设本桥最合适的选择。本桥采 ９５．Ｏ０ ｍ。河水面宽度约８５．Ｏ０ ｍ，水流由西向东流动。四周均为 用１．２ ｍ桩基直径。 １）通过对施工加载过程进行施工控制，使施工中拱肋、系梁 程中吊杆索力偏差值均控制在１０％之内，成桥后吊杆索力最大偏 和横梁的线形实测值与初始线形设计计算值基本相符，线形控制 差值为６％，吊杆索力实测值与设计计算值基本一致，保证了整个 取得了较好的结果；２）主拱肋钢管、系梁等的实测应力值与设计 结构各个构件的合理受力。 计算值基本相符，且应力值均小于各自材料的应力限值，在该桥 参考文献： 整个施工监控过程中未发现应力异常现象，结构处于稳定的状 ［１］ 向中富．桥梁施工控制技术［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００１． 态；３）结构施工过程中，吊杆索力共分三次进行调整，调整时既需 ［２］ 陈宝眷．钢管混凝土拱桥设计与施工［Ｍ］．北京：人民交通 考虑到结构线形的变化，同时也要考虑结构受力的变化。施工过 出版社．１９９９． Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ．ｆｉｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｅ ｔｉｅｄ．ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ Ｘｉ’ａｎ Ｂａｈｅ ＳＵＮ Ｙａ－ｇａｎｇ （Ｘ／’ａｒｔ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉ’ａｒｔ ７１００６８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａ￣ｎｇ ｉｆｖｅ ｓｐａｎ ｔｈｍｕｇｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ—ｉｆｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｅ ｔｉｅｄ－ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ Ｘｉ’ａｎ ｃｉｔｙ Ｓａｎｈｕａｎ Ｂａｈｅ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅ— ｌａｂｏｒａｔｅｄ ｉｔｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ａｃｈｉｅｖｅｄ ａ ｂｅＲｅｒ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｅ ｓｕｉｔｓ，ｅｎｓｕｒｅｄ ｔｈｅ Ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ—ｆｉｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｅ ｔｉｅｄ—ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｒｅｓｕｌｔ 收稿日期：２０１２－０２－２０ 作者简介：严国香（１９７７一），男，工程师 ・， Ｊｕ，【 ， ７Ｖ Ｊ １９８・ 第３８卷第ｌ５期 ２ ０ １ ２年５月 山 西 建 筑 拱圈两侧拱脚部分为等高度单箱五室箱形截面，高１．０ ｍ，全 ２４ ｃｍ，边腹板厚２７ ｃｍ，至拱脚分别加厚至３４ ｃｍ和３７ ｅｍ。 ２）为了平衡中跨拱脚的水平推力，本桥采用了贯穿全桥上部 合处的强大横梁上。 结构的预应力体外索拉杆体系，体外索锚固点设在边跨拱、梁结 宽１３ ｍ，顶底板厚度１８ ｃｍ，顶底板至拱脚加厚至２５ ｅｍ；中腹板厚 ３）本桥在满足桥下净空要求的同时，又要处理好与桥头两侧 在中跨拱圈挂梁支点处，与边跨拱梁结合处一样，设置了厚 横向涑堤路平交衔接的问题，桥梁跨中结构高度不宜过高。为 ２ ｍ的强大过渡横梁。拱圈跨中段长１７．３ ｍ顶板设２％的双向横 此，本桥突破常规，取消中跨跨中部分拱上建筑结构，将中跨拱圈 坡，顶宽１５ ｍ，底宽１３ ｍ，悬臂长１．０ ｍ。 直接设计成可与两侧挂梁衔接的结构形式。 ４．４挂粱 挂梁为一两跨的钢筋混凝土连续梁，设置在中跨拱圈与边跨 ４）为了体现桥梁建筑的景观特色，本桥方案力求突破常规拱 桥形式，在拱圈上设置造型别致、整齐的方格形式，桥梁主墩与菱 拱梁之间，挂梁的支点分别设在边跨拱梁横梁、中跨拱圈横梁及 形灯塔有机结合，使桥梁呈现古朴、盈润的建筑韵味。 桥墩立柱顶。与边跨拱梁相对应，挂梁采用单箱五室箱形截面。 ４主桥结构设计 ４．１ 总体设计 挂梁全长２０．６６ ｉｎ，顶宽１５ ｍ，底宽１３ ｍ，悬臂长１ Ｉｌｌ，等截面梁高 ０．９ ｍ。挂梁顶面设２％的双向横坡，两侧与主拱圈、边跨梁之间 临西十二路桥桥梁总长为１１４ ｍ，主桥跨径布置为２０ ｍ＋３８ ｍ＋ 设２ ｅｍ的间隔缝，待浇筑桥面铺装时设桥面连续构造。 ２０ ｍ，为上承式拱梁组合桥（见图２）；两侧边跨引桥为单孔１８ ｍ ４．５体外索 的预制空心板梁。桥墩按正交布置，桥台按斜交１８。布置。全桥按 双幅桥设置，宽３０ ｍ，为双向六车道、外侧设置人行道（见图３）。 为平衡拱脚的水平推力，在中跨拱圈、边跨拱梁以及挂梁箱 室内设置体外索，体外索贯穿全桥，锚固在边跨拱、梁结合处的强 大横梁上。体外束的张拉力通过边跨传递到拱脚来平衡中跨拱 ２ ０００ Ｉ ３ ８００ ｌ２ ０００ ｌ 圈的水平推力。体外索采用环氧喷涂钢绞线双层无粘结钢绞线， 配套锚具为７ 。１５．２可换式钢绞线成品索锚具。全桥共采用 ２Ｏ束，半幅桥设１０束，预应力钢绞线标准强度 ＝１ ８６０ ｂｉＰａ，每 根索的张拉控制力为０． ，每束张拉控制力为１ １８４．８ ｋＮ。 为了顺应桥梁竖曲线线形要求，体外索需要在中跨拱圈跨中 横梁处设置转向槽，转向槽用钢管制作，要求平顺，光滑。此外， 为了方便索的牵引安装及将来更换，在中跨拱圈和挂梁内每隔一 定距离设置导向及定位装置以支撑体外索，并且在梁内每隔一段 距离设减振装置，避免索的振动。 ｆ ’ —— ＿／ｌ Ｊ Ｌ — 匿— ／ ｛ｒｆ『 上ｌ 图２桥型总体布置图 ４．６下部结构 主墩基础采用群桩基础，承台厚２．５ ｍ，单幅顺桥向与横桥向 尺寸分别为６．４ ｍ和ｌ７．５ ｍ，为圆端形承台。拱座与承台做成整 体形式，高３．５ ｍ，顺桥向与横桥向尺寸分别为３．２ ｍ和１５．４ ｍ。 边墩基础为群桩基础，承台厚２．０ ｍ，单幅顺桥向与横桥向尺 寸分别为６．２ ｍ和１６ ｉｎ，为圆端形承台。墩身为墙式墩，厚 １．２ ｍ，宽１４．９９ ｍ，墩顶设一厚０．７ ｍ的墩帽。 图３桥梁横断面布置图 ５施工要点 １）临西十二路桥跨越的涑河为不通航的景观河道 桥位处水 ４．２边跨拱梁 桥梁两侧的边跨采用一端简支一端固结的钢筋混凝土曲杆 箱梁，截面采用与挂梁对应的单箱五室箱形截面，立面由拱和梁 组合而成。边跨曲线拱段轴线线形为二次抛物线形，拱高１．０ ｍ， 梁宽１３．０ ｍ，采用单箱五室截面；顶、底板厚１８ ｅｍ，顶、底板至拱 脚部位加厚至２５ ｅｍ；中腹板厚２４ ｅｍ，边腹板厚２７ ｅｍ，至拱脚部 位分别加厚至３４ ｅｍ，３７ ｃｍ。 位可通过上下游橡胶坝来调节，另外桥位处河床地质条件比较 好，加上当地习惯采用土胎地模技术，因此本桥主桥施工时采用 了土胎地模的施工方案，实践证明是可行的。 ２）本桥主要施工方案为：先施工桥墩桩基础、承台、墩身及桥 台；利用土胎地模分段分层浇筑边跨拱梁、中跨拱圈，中跨拱圈的 施工应均衡对称，跨中合龙温度１０℃一ｌ５℃，选择在当天温度最 待拱圈混凝土强度达到设计强度的９０％后，安放 边跨直线标准梁高１．１ ｍ，顶宽１５ ｍ，底宽１３ ｍ，悬臂长１．０ ｍ，采 低的时段进行；挂梁支座；利用支撑在边跨拱梁和中跨拱圈的支架现浇挂梁，挂 用单箱五室截面；顶、底板厚１８ ｅｍ；中腹板厚２４ ｅｍ，边腹板厚２７ ｃｍ， 至支点分别加厚至３４ ｅｍ，３７ ｃｍ。为了便于支撑挂梁，边跨拱、梁 梁的施工顺序也应遵循均衡对称原则；待挂梁混凝土强度达到设 计强度的９０％后，施工纵向预应力体外索；拆除主体结构土胎，其 结合处采用厚２．２ ｍ的强大横梁过渡。 此外，在边跨梁段各箱室内设置，１，８ｏ ｅｍ的人孔，便于１３后人 中中跨拱圈卸落由拱顶区域向拱脚区域对称进行；复张预应力体外 索，进行桥面铺装、人行道、栏杆、装饰等附属设施施工，竣工通车。 员对体外索的检查。 ４．３中跨拱圈 中跨拱圈两端与桥墩拱座固结，计算跨径３５．３８ ｍ，矢跨比 ６结语 近年来，桥梁建设正在突破传统理念的束缚，逐渐增加了对 １／６．９０９，拱轴线采用二次抛物线。中跨拱圈为异形立面，底缘与 结构新颖、行车舒适、景观优美以及与周边环境协调等多方面的 拱轴线一致，顶缘在两侧拱脚部分与拱轴线一致，而在跨中１７．３ ｍ 要求。上承式拱梁组合桥作为景观桥的尝试与探索，在当地取得 长段范围内则与道路竖曲线一致。 了一定的经济和社会效益。 第３８卷第１５期 ２ ０ １ ２年５月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．１５ Ｍａｙ．２０１２ ・１９９・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１２）１５—０１９９－０２ 既有线铁路箱形桥线路加固施工工艺 张学红摘盛维礼 ０４１０００） （中铁十二局集团第一工程有限公司，山西临汾要：为了保证既有线路基边坡稳定和行车安全，箱形桥施工前采用Ｄ２４ ｍ型便梁对既有线进行了防护加固，对该工艺的特点、 原理、适用范围、操作流程及施工要点进行了总结，通过该工艺的应用顺利完成了箱形桥施工，达到了预期目的。 关键词：箱形桥，既有线，加固，施工工艺 中图分类号：Ｕ４４８．３４ 文献标识码：Ａ １ 概述 除便梁，恢复线路。 ＫＩ２０＋９０１．９（１－１１ ｍ）钢筋混凝土箱形桥位于西格二线 ６施工工艺 ＤＫ１１５＋０００～ＤＫ１２７＋９００并行段，与线路正交，因既有线桥涵质 ６．１ 准备工作 量功能不满足使用技术标准，故对此处６．７ ｍ既有桥梁进行拆除 ６．１．１ 现场调查 重建。为保证既有线路基边坡稳定和行车安全，箱形桥改建施工 熟悉核对设计文件，充分了解设计意图，核对地形及地质资 前确定采用Ｄ２４ ｍ型便梁对既有线进行防护加固。经用此方案 料，复核涵洞中线、高程。 我们在规定施工时间前安全、顺利地完成了Ｋ１２０＋９０１．９钢筋混 调查既有线路通信、信号、电缆的走向，对有可能影响施工的 凝土箱形桥施工，达到了预期目的。 地下电缆报请有关部门排除，施工前不能排除的制定切实有效的 保护措施。 ２工艺特点 １）最大优点是不中断既有线行车的情况下，利用本施工工艺 ６．１．２签订安全协议 施工前将编制的加固方案，报请工务段、监理站及建设单位 进行桥涵开挖和施工。 ２）本施工工艺施工速度快，能减少既有线行车的动荷载对既 审批，并与工务段、工务部等有关设备管理部门签订安全协议。 有线边坡的扰动，大大提高了既有线的行车安全。 ６．１．３修建临时工程 利用现有道路向箱形桥施工位置修建临时施工道路，确保材 ３适应范围 本施工方法适用于既有线路或站场的桥涵施工。 料进场，架设施工供电线路。 ４工艺原理 在既有线两侧开挖孔径１２０ ｃｍ的挖孔桩，在灌注混凝土达到 强度后，架设Ｄ．２４ ｍ型便梁，把既有线钢轨架起来，此时列车 时速小于４５ ｋｒｒｄｈ。拆除既有线桥梁后修建股道下箱形桥，待箱 形桥混凝土强度达到设计要求后施作防水层再箱背回填，箱形 桥、路基达到通车条件后拆除便梁恢复线路。 ６．２测量放样确定挖孔桩的位置 根据挖孔桩平面布置图确定桩的位置（见图１）。 防护桩净空直径１２０ ｃｍ 护壁厚２０ ｃｍ ５工艺流程 工艺流程：施工准备一测量放样确定Ｄ２４ ｍ型便梁支撑桩桩 位一开挖支撑桩，灌注混凝土一支撑桩混凝土达到强度后，架设 Ｄ２４ ｍ型便梁一拆除既有桥梁一箱形桥施工一达到通车条件后，拆 图１挖孔桩平面布置图 该桥于２００９年１Ｏ月开工建设，由临沂市涑河片区开发建设 参考文献： 励晓峰，等．桂林桥拱桥设计［Ｊ］．上海， 指挥部负责建设，临沂市政工程总公司承建。２０１０年１１月底完 ［１］戴利民，罗喜恒，成主体结构，目前运营情况良好。 公路，２００１（２）：２７－２８． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｄｅｃｋ ｔｙｐｅ ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ ＹＡＮ Ｇｕｏ－ｘｉａｎｇ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｌｉｎ Ｔｏｎｇｙａｎ Ｌｉ Ｇｕｏｈａｏ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｉｖｅｒ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ａ ｂｒｉｄｇｅ，ｓｉｍｐｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃ— ｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｂｒｉｄｇｅ，ｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｗａｓ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｉｎ ｇｏｏｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｃｅｒ－ ｔａｉｎ ｅｃｏｎｏｍｉｃ，ｓｏｃｉａｌ ｅｆｆｅｃｔ，ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｖａｌｕａｂｌｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｃｋ ｔｙｐｅ ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ，ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃａｂｌｅ，ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｂｒｉｄｇｅ 收稿日期：２０Ｌ２—０２－２９ 作者简介：张学红（１９７０一），男，工程师
