摘要：木蓬特大桥两岸岸坡有不良地质影响，桥梁规模较大，方案比选后主桥采用１６５ｍ钢筋混凝土箱拱。对缆索吊装法和挂篮悬臂浇筑法2种施工方案从结构受力、耐久性以及施工过程的安全性、工期和造价等方面进行研究，推荐采用挂篮悬臂浇筑法的施工方案。
关键词：桥梁布置 165m钢筋混凝土箱 拱缆索吊装法 挂篮悬臂浇筑法
木蓬特大桥位于贵州省思南至剑河高速公路第九标段K68 291.700~K68 655.300。该桥跨越深切沟谷,两岸纵坡陡65°~85°,下伏寒武系中统高台组中厚层状白云岩。两岸主墩位于陡崖地带,桥区中部沟谷内覆盖层较厚,两岸桥台及桥位中部山坡上植被发育,较低凹部位及缓坡部分为耕地、河流。最大桥高115m,桥梁布设不受水文限制。
桥梁平面位于直线上,纵坡为1.096%。桥梁设计宽度为21.5m,设计荷载等级为公路I级。桥梁布置大桥桥位受深切地形影响,两岸岸坡不良地质较发育,主要表现为卸荷裂隙及危岩,其整体稳定性差。两岸不良地质情况主要有:发育2条卸荷裂隙,一条位于K68 367~ 379段,横穿桥轴线,宽4~6m,深约6 0~7 0m。该裂隙发育深度大,完全切断母岩,使其前缘岩体形成危岩,稳定性差。另一条位于K68 361右侧,为一条次生裂隙,宽0.5~1.5m,深约20~30m。该裂隙延伸范围较短,但受其影响,其前缘岩体稳定性较差,上部不宜设置基础。受此两裂隙的影响,思南岸桥基布置范围应在K68 361之前。
剑河岸。K68 508~ 523段发育张性裂隙,为风化临空岩体应力变形造成,宽0.1~0.5m,导致该段岩体稳定性较差。另外,该段右侧为临空陡崖,卸荷裂隙较发育,整体不利于基础稳定。受此不良地质影响,剑河岸桥基布置范围应在K68 524之后。
根据上述地形、地质条件,桥梁布设主要受地质条件控制。桥梁布设时,思南岸控制桩号为K68 361,剑河岸控制桩号为K68 524,故主桥最小跨径为163m。这种跨径情况下,可选用的桥型有连续刚构、T构、斜拉桥及拱桥。综合考虑桥位地形、地质、桥梁造价、施工场地等问题,本桥主桥跨径采用165m,主桥形式为钢筋混凝土箱拱。调整后的拱桥方案,其拱座前缘( 360, 525m)均避开了不良地质体。据地质调查分析,物探、钻探资料显示,拱座基础稳定,适于建桥。桥中心桩号K68 442.500,起点桩号K68 291.700,终 点 桩 号K68 655.300,桥 梁 全 长363.6m,见图1。上部结构主桥采用1×165m钢筋混凝土箱拱,思南岸引桥采用2×30 m T梁,剑河岸引桥采用4×30m T梁。下部构造为钢筋混凝土拱座、扩大基础;引桥墩为柱式墩,桩拱桥的施工方法主要有4种:支架现浇施工、悬拼拱架、缆索吊装法、挂篮悬臂浇筑法。本桥桥高115m,无法采用支架现浇,悬拼拱架施工的难度太高,故本桥施工方案考虑采用缆索吊装法和挂篮悬臂浇筑法2种施工方案进行研究。索吊装法是我国最广泛的无支架施工方法,根据本桥情况,拱圈箱梁纵向采用7段,横向采用单箱5室,最大吊重约105t。在首肋合龙时,箱肋宽为1.755m、箱高2.5m,长度为180余m,长细比非常大,必须采用浪风索提高拱肋的稳定性,而浪风索索力施加均由人工卷扬机操作,要求施工人员经验丰富。
整个拱圈在箱肋未最后形成整体前,箱肋稳定性较差,所有箱肋都需拉上浪风索以保证施工安全,因吊装过程长,相应安全风险期也较长。施工工期方面,缆索吊装法同时只能开展一个工作面。按每个节段安装3d计算,单幅桥单侧35个节段共105d,加上横梁、纵缝和顶板整体混凝土需要15d,整幅拱圈总共240d。另外,吊装拱圈期间,因吊装需要引桥上部不能架设,需待主拱圈完成后方可进行引桥上部施工,造成工期较长。总体来说,缆索吊装法使用广泛,施工工艺成熟,但施工风险高,风险期较长,拱圈整体性稍差,总工期约为300d。经估算,采用缆索吊装法施工,桥梁总造价约3 950万元。