武江大桥工程施工设计方案

表1 施工组织设计文字说明

1.0 工程概况

市五里亭武江大桥工程位于市境，地处武江下游，良村公路口。大桥向东通往市帽子峰，起点桩号为K1+475，经东引桥、主桥、西引桥通往市开发区，终点桩号为K2+000，全长525m，其中主桥长190m。桥面双向四车道，两侧引桥为30m宽部分预应力砼连续箱梁；主桥为32m宽预应力砼连续箱梁，其中120m长主孔为钢管砼拱—连续箱梁组合桥型。

1.1 工程结构

五里亭武江大桥桥长525m，其中主桥三跨(35+120+35)m共长190m；东引桥六跨(415+220)m共长100m，西引桥十一跨(1020+15)m共长215m；两岸桥台为10m 长扩大基础空心桥台。引桥桥面宽为30m，主桥桥面加宽至32m。

主桥为35m+120m+35m三跨连续箱梁，上部构造为三向预应力混凝土连续箱梁，120m主孔为无凤撑钢管砼拱和连续梁相组合的无推力系杆拱、梁结构。主拱为无凤撑的两片单独钢管砼拱，每片由四条(2Ф100cm+2Ф80cm)钢管砼拱成梅花型布置，通过Ф70cm 钢管砼系杆与连续梁相连并在系杆中施加预应力；主桥横断面为采用顶推法施工的两幅13m宽单箱单室箱型梁，分14段顶推，顶推到位后现浇两幅中间6m宽43cm厚桥面板，梁高2.62m。下部结构主墩为Ф400cm单排双柱式墩、无承台、无系梁结构，2Ф500cm/Ф350cm/Ф300cm大直径变截面钻孔灌注桩基础；副墩为矩形盖梁、三柱式墩、无系梁、3Ф250cm/Ф200cm/Ф180cm变截面钻孔灌注桩基础。

东西引桥为(415+220)m(东)；(1020+15)m(西)连续箱梁。上部构造为单箱六室连续箱梁，箱梁纵横向设置预应力，采用大直径Ф7mm平行钢丝群锚预应力体系。下部构造为单排三柱式墩、无承台、无系梁结构，3Ф200cm/Ф150cm/Ф120cm变截面钻孔灌注桩基础。

1.2 设计技术指标

本工程按平原微丘区一级公路设计。计算行车速度：80km/h；

行车道：双向四车道，22 3.75m=15m；

桥梁设计荷载：汽—超20，挂—120，人群荷载—3.5KN/m2；

设计洪水频率：1/100；设计最高通航水位：黄基57.76m；

通航标准：VI级航道，通航净高大于5m，净宽225m；

地震烈度：VI度。

1.3.1 施工条件

1.3.1.1 地形、地质及气候、水文

地形：本工程位于市，武江直通北江，武江下游河口宽阔、水流平缓、河床纵横起伏较小。东西两岸基本对称，西岸由洼地组成的广阔河漫滩阶地，东岸为窄小阶地与残余剥蚀低山相接。

地质：本桥所在地区位于粤北山字型构造，褶曲构造比较发育，断裂构造次之。地质特征属第四纪堆积物，河床覆盖层自上而下有人工填土层、粉砂层、中细砂层、轻质粘土层、鹅卵石层、含砾或碎石粘土层、粘土层。桥址基岩为第四纪堆积物所覆盖，埋深不一。基岩层属晚泥盆世天子岭组灰岩。河床及西岸岩性以薄层灰岩夹中厚层灰岩为主，东岸以中厚层灰岩为主。西岸引桥溶洞比较发育，河床次之，溶洞深浅、大小、层数不一，为全填充溶洞。地下水位在4.5~5.6m之间。

该区地壳运动已相对稳定，无强烈地震发生，为VI度设防区。

气候：本工程所处位置属亚热带气候，气候温和，年平均气温为21.8℃；雨量充足，年平均降雨量为1724.6毫米，主要降水量在5~9月份。

水文：桥址属粤北三角洲平原河流区，武江水系属北江上游的源头地段，具有流量大、汛期长、洪峰高等特点。地表水、大气降水是地下水主要来源，水流平缓，水质对混凝土无侵蚀性。武江水道宽约170米，水深3~5米，目前暂不通航。

1.3.1.2 三通一平及地方材料

本桥所处位置离火车站不远，临近106国道，有前进路、沿江大道、帽峰路等通往桥位处，交通网四通八达，十分便利。铁路、公路运输发达，无需修筑专用进场施工便道，人员、机具即可通过火车或汽车进场施工，只须在桥位处简单填筑施工便道即可。地势平坦，地面较平整，东岸大部分是已硬化地，但离城区较近，建筑物密集，空地较少，车辆人员来往较多，施工干扰大；西岸为耕种地，须压实地面和填筑施工平台。沿线施工及生活用水、用电量充足，引入方便。

武江沿岸砂、石料场多，运距短，货源、质量均能满足本工程的需要。附近还有大型砼搅拌场。

1.3.2 工程特点

1．技术先进：本工程技术先进，有许多创新之处。

(1)．主桥采用拱—梁组合桥型：主孔为无凤撑120m跨钢管砼拱—连续梁桥是国目前同类桥梁中跨径最大的。

(2)．顶推法工艺修建钢管砼拱：先顶推法施工190m连续箱梁，再在已完成箱梁上架设主孔120m钢管砼系杆拱系，可在桥面上搭设支架，不须常规缆索等吊装设备，施工

设备简单、工业化程度高、主梁整体性好。

(3)．逐孔移动支架现浇施工：引桥采用移动式贝雷支架分段现浇连续箱梁，实现了工业化流水作业施工，效率高，有利于保证构件质量。

(4)．下部结构采用单排桩柱、无承台、无盖梁结构：除两个副墩设有盖梁外，全桥其余墩均取消承台、盖梁，主墩为双柱墩，其它均为三柱墩，结构外型简洁，受力明确，桥下空间大。在190m宽江面上仅有4条Ф400cm独立墩柱，视野开阔，阻水面积小、泄洪效果好，该造型为国首创。

(5)．主墩采用大直径变截面桩基础：通过增加桩基础施工用钢护筒的巨大刚度来取消桩间横系梁（承台），这是本桥变截面桩特殊所在。主墩Ф500cm/Ф350cm/Ф300cm变截面桩桩径最大处达500cm、单桩最大轴向力达55000KN均为省之冠。地质探测中运用先进电磁波“CT”探测方法探测地下溶洞情况。

(6)．引进大直径Ф7mm平行钢丝群锚预应力体系：在东西引桥中采用，与常规Ф5mm 钢丝相比，价格降低10%，单束索力增大80%，方便了施工，节约了资源。

2．桥型美观

在190m宽的武江江面上，五里亭大桥无凤撑120m钢管砼拱—连续梁桥体系，两条梅花型钢管砼拱如彩虹般矗立在桥面上30m处，气势雄伟，双肋间取消全部支撑，行车视野开阔；桥面下仅4Ф400cm独柱支撑，简洁明快，桥下空间巨大；主桥线形布置在R=4751m的竖曲线上，两岸引桥成直线按2%的纵坡与主桥连接，线形流畅圆顺；整座桥梁与武江及其两岸的景观非常协调一致，它的建成将成为一个标志性建筑，成为粤北古城市的一道亮丽的风景。

3．施工难度大

本工程桩基础采用变截面桩，西引桥和主桥桩基础遇有溶洞。主桥桩基施工Ф500cm 钢护筒重达4.3t/m，施工过程中单条钢护筒最重达65t（按17m计算），单节重39t（按9m一节计算），起吊、沉放、施打需要大型的起重设备和振动设备，施工要求高、难度大；施工中须多次沉放钢护筒，工艺多且复杂；地下有溶洞，不可见因素多，施工过程难以精确控制；支承桩的施工须保证桩底沉渣为0；达到上述要求的施工难度很大。

钢管砼拱施工过程须严格控制拱体三维空间坐标精度，砼浇筑须保证密实饱满，钢材外露部分要严格进行除锈防腐工作，施工过程能否精确控制将成为本工程能否成功的关键。

1.4 本企业简介

省公路工程局集团前身为交通部四航局第一工程公司，是具有五十多年历史的国有大型