洛維大橋總體方案設(shè)計(jì)及主橋施工方案研究

毛立敏，劉夢(mèng)麟

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西　南寧　530029)

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洛維大橋總體方案設(shè)計(jì)及主橋施工方案研究

毛立敏，劉夢(mèng)麟

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西南寧530029)

文章介紹了柳南改擴(kuò)建工程洛維大橋總體方案設(shè)計(jì)，并根據(jù)工程實(shí)際特點(diǎn)對(duì)洛維大橋主橋施工方案進(jìn)行研究比選，得出采用中跨合龍→不對(duì)稱懸臂澆筑邊跨→邊跨合龍的施工方案具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。

改擴(kuò)建工程；不對(duì)稱懸澆；合龍方案

0　引言

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和交通出行需求的急劇增長(zhǎng)，一些早期修建的高速公路都存在不同程度上的不適應(yīng)性，需要進(jìn)行改擴(kuò)建來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的公路運(yùn)輸及交通出行需求，高速公路改擴(kuò)建已經(jīng)并將持續(xù)成為我國(guó)高速公路建設(shè)的主要方向。而對(duì)跨河流大橋的改擴(kuò)建是高速公路改擴(kuò)建中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其限制條件多，社會(huì)關(guān)注度大。合理的橋梁改擴(kuò)建方案選擇對(duì)高速改擴(kuò)建工程具有重要意義，本文對(duì)洛維大橋總體方案設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。洛維大橋新建橋梁主橋采用剛構(gòu)-連續(xù)組合梁橋，其跨徑組合為(80+2×125+75)m，邊中跨比較大且不對(duì)稱，主橋位于紅花庫(kù)區(qū)，平均水深達(dá)18 m，合理的施工方案選擇具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。

1　工程方案介紹

桂柳南高速公路是國(guó)家“7918”高速公路網(wǎng)及廣西桂海高速公路的重要組成部

分，是廣西高速公路網(wǎng)最為重要的路段之一，是廣西壯族自治區(qū)加強(qiáng)“兩區(qū)一帶”城鎮(zhèn)化、工業(yè)化等社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，在廣西路網(wǎng)中有著十分重要的地位和作用。為提高柳州至南寧段高速公路服務(wù)水平，適應(yīng)并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需要由原來(lái)雙向四車道改擴(kuò)建為雙向八車道。

洛維大橋在柳州市魚峰區(qū)洛維村附近跨越柳江，橋梁上距離陽(yáng)和大橋3.1 km，下距紅花水利樞紐約12 km，屬于紅花水利樞紐庫(kù)區(qū)，水域河面寬約560 m，水深約18 m，河床開闊平坦，為不對(duì)稱“U”形河谷。

1.1項(xiàng)目控制因素

(1)洛維大橋舊橋

洛維大橋舊橋建成于1998年，橋跨組合為3×30 m+(80+125+80)m+10×30 m，主橋?yàn)?80+125+80)m單箱單室連續(xù)剛構(gòu)，自運(yùn)營(yíng)以來(lái)主橋箱梁存在頂板、腹板開裂等主要病害，并不斷有繼續(xù)惡化的趨勢(shì)。2015年進(jìn)行舊橋加固，主橋箱梁采用了設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力束、腹板粘貼鋼板和頂板粘貼碳纖維布的加固方案，荷載試驗(yàn)表明加固后橋梁承載能力有了較大提升，滿足現(xiàn)行規(guī)范公路荷載的要求。

(2)航道提升

洛維大橋舊橋航道等級(jí)按Ⅳ級(jí)設(shè)計(jì)，采用125 m單孔雙向通航，現(xiàn)航道規(guī)劃等級(jí)為Ⅱ級(jí)，并要求滿足3 000 t單船通航，橋梁改擴(kuò)建方案需滿足航道提升的需求。

(3)橋位上游陽(yáng)和碼頭

洛維大橋舊橋上游即陽(yáng)和碼頭作業(yè)區(qū)，距離小于碼頭設(shè)計(jì)橋型長(zhǎng)度的四倍。

1.2橋梁改擴(kuò)建總體方案

受上游碼頭、航道、舊橋等因素控制，洛維大橋段采用利用舊橋、新建四車道橋梁的建設(shè)方案。改擴(kuò)建方案考慮為將來(lái)航道提升整治工程提供空間，保證航道提升工程的可行性，同時(shí)從節(jié)約土地的角度出發(fā)。經(jīng)研究分析，洛維大橋采用利用舊橋作為柳州至南寧單向四車道橋梁，在下游5 m處新建南寧至柳州單向四車道橋梁的方案。

1.3橋梁改擴(kuò)建主橋橋型方案

梁橋與洛維大橋舊橋橋型一致，協(xié)調(diào)美觀，且梁橋具有經(jīng)濟(jì)、后期管養(yǎng)維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，作為洛維大橋改擴(kuò)建的推薦橋型。新建橋梁需滿足規(guī)劃通航要求，并遵循有利于行洪、盡量與舊橋橋墩對(duì)孔布置降低阻水比的原則，新建橋梁主橋跨徑采用(80+2×125+75)m，橋跨布置如圖1所示。

圖1　主橋橋型布置圖(單位：cm)

針對(duì)主橋橋墩較矮的特點(diǎn)，主橋?qū)B續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋、剛構(gòu)-連續(xù)組合梁橋進(jìn)行研究比選。連續(xù)梁橋不受橋墩高度的限制，但因?yàn)橹鳂蛑ё鶉嵨惠^大，不易于養(yǎng)護(hù)更換。而連續(xù)剛構(gòu)橋受橋墩高度的影響，溫度效應(yīng)的作用對(duì)橋梁受力影響較大。剛構(gòu)-連續(xù)組合梁橋綜合了連續(xù)梁橋和剛構(gòu)橋的優(yōu)點(diǎn)，既減少了支座的用量，其橋梁受力也滿足要求。經(jīng)計(jì)算分析比選，主橋上構(gòu)采用(80+2×125+75)m預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)-連續(xù)組合梁橋，中間主墩墩梁固結(jié)。

2　主橋施工方案研究

洛維大橋新建橋梁主橋邊中跨比較大且不對(duì)稱，主橋位置處平均水深達(dá)18 m，合理的施工方案選擇具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1主橋施工方案

洛維大橋主橋采用四跨剛構(gòu)-連續(xù)組合梁橋，其邊跨跨徑考慮行洪阻水比的影響采用與舊橋?qū)撞贾?，柳州岸邊跨采?0 m跨徑，南寧岸邊跨采用75 m跨徑，其中柳州岸邊中跨比達(dá)到0.64，橋位處水深達(dá)18 m，且覆蓋層沙卵石較厚達(dá)23 m。洛維大橋主橋采用兩種施工方案進(jìn)行比選，方案一：對(duì)稱懸臂澆筑梁段，同時(shí)進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段支架搭設(shè)→合龍邊跨，拆除邊跨現(xiàn)澆段支架→合龍中跨，體系轉(zhuǎn)換；方案二：對(duì)稱懸臂澆筑梁段→合龍中跨，體系轉(zhuǎn)換→不對(duì)稱懸澆邊跨梁段，同時(shí)進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段澆注→邊跨合龍。方案二施工次序示意圖見圖2。

(a.懸臂梁段施工完畢后，進(jìn)行中跨合龍，拆除臨時(shí)固結(jié))

(b.對(duì)中跨進(jìn)行壓重，進(jìn)行南寧、柳州兩岸邊跨16#梁段懸臂澆筑)

(c.對(duì)左中跨進(jìn)行壓重，進(jìn)行柳州岸邊跨17#梁段懸臂澆筑，進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段施工)

(d.邊跨合龍)

2.2主橋施工方案比選

表1　主橋施工方案比選表

由表1可見，主橋采用上述兩種施工方案，通過(guò)

合理的預(yù)應(yīng)力布置，均可以使結(jié)構(gòu)受力滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。與施工方案一相比，施工方案二由于不對(duì)稱懸澆增設(shè)了頂板束，可以適當(dāng)減小合龍底板束。施工過(guò)程中，方案二中跨合龍后拆除了9#及11#墩頂?shù)呐R時(shí)固結(jié)，這樣可以盡可能減小施工過(guò)程中由于溫度及混凝土收縮徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力。

方案一是梁橋施工中較常用的施工方案，該方案具有施工過(guò)程中受力明確、施工控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但該橋位具有水深、河床砂卵石覆蓋層厚等特點(diǎn)，橋梁邊中跨比大，若采用方案一，其邊跨現(xiàn)澆段較長(zhǎng)，現(xiàn)澆支架搭設(shè)存在一定困難。洛維大橋主橋施工方案二較方案一工期長(zhǎng)約20 d，且該合龍次序在不對(duì)稱懸臂澆筑邊跨梁段過(guò)程中梁端有較大的位移，施工過(guò)程中的主梁線形控制有一定的難度，但方案二較方案一節(jié)約支架約460 t，有較大的經(jīng)濟(jì)效益，綜合結(jié)構(gòu)受力及經(jīng)濟(jì)性考慮，采用施工方案二。

3　結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要介紹了柳南改擴(kuò)建工程洛維大橋總體方案設(shè)計(jì)，改擴(kuò)建洛維大橋主橋采用剛構(gòu)-連續(xù)組合梁橋，主橋邊中跨比較大，主橋位置水較深，且沙卵石覆蓋層較厚，若采用施工方案一其支架投入成本高，經(jīng)研究分析主橋采用方案二，即合龍中跨→不對(duì)稱懸臂澆筑邊跨梁段→合龍邊跨的施工方案，其受力滿足規(guī)范的要求，并且大大減少了支架的搭設(shè)，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，可為同類型橋梁方案提供參考。

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Overall Luowei Bridge Program Design and Main Bridge Construction Plan Study

MAO Li-min，LIU Meng-lin

(Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029)

This article introduces the overall program design of Luowei Bridge in Liuzhou-Nanning expressway expansion and reconstruction project，and according to the actual engineering characteristics，it compared and studied the main bridge construction program of Luowei Bridge，and obtained that the construction plan using the Mid-span closure → Asymmetric cantilever casting of side spans → Side-span closure has a stronger economical efficiency.

Expansion and reconstruction project；Asymmetric suspended casting；Closure plan

U445.6

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.05.016

1673-4874(2016)05-0059-03

2016-04-25

毛立敏(1983—)，工程師，研究方向：橋梁設(shè)計(jì)；

劉夢(mèng)麟(1987—)，工程師，研究方向：橋梁設(shè)計(jì)。