学文网摘要：宁波市长丰桥是一座跨越奉化江上的景观桥梁，为下承式系杆拱桥，采用连续拱梁组合体系，拱圈是通过横撑、斜撑和三根钢管组成的组合式异型拱圈，形态优美，结构较为复杂。且奉化江是潮汐河流，每天的涨落潮都比较大，桥梁施工采用先梁后拱的顺序，基础施工和上部结构吊装均为水中作业，施工难度较大。通过对长丰桥的设计和施工要点进行论述，对同类工程有一定的参考和借鉴意义。
关键词：异型拱圈 叠合梁先梁后拱薄壁钢套箱少支架
中***分类号：K928文献标识码： A
1、项目概况
宁波市***路延伸工程是中心城区连接城市南部鄞州区的一条南北向城市主干道。跨奉化江的长丰桥是整个项目的控制性工程，其地理位置见下***：
***1.1 工程地理位置
长丰桥设计周期6个月，施工周期20个月，目前已建成通车，运营良好。
2、设计要点
长丰桥全桥共分成主桥、引桥两大部分。本文所提的长丰桥均指的是长丰桥主桥，引桥为常规的连续梁结构，不再赘述。
2.1 技术标准
（1）道路等级：城市主干道。
（2）设计车速：50km/h。
（3）设计荷载：城－A级，人群3.5kN/。
（4）桥梁纵、横坡：主桥桥面最大纵坡2.5%，竖曲线半径（凸）R =2000米，桥面车行道双向1.5%横坡，桥面人行道单向1.0%横坡。
（5）通航标准和设计水位：
百年一遇频率水位：3.71m（黄海高程）；
通航高水位： 1.83m（黄海高程）；
通航标准： 净宽不小于55m，净高不小于5.8m。
（6）地震裂度：工程场地地震动峰值加速度为0.05g。
2.2 总体设计
长丰桥是结合周围环境、交通、休闲为一体的景观桥梁。桥上的三根圆管组合成的主拱，支撑着全桥的重量，也象征着宁波“三江并流、团结进取”的城市精神，也寓意着宁波的经济文化向新的高度腾飞，蒸蒸日上。拱肋间的联结构件造型，如腾飞的鸟翅，体现技术与艺术的完美结合。
主桥桥型为下承式连续梁系杆拱桥，跨径组合为47＋132＋47m，桥长226m，见立面布置***；桥宽41.2m，布置形式见跨中横断面布置***。
***2.1 长丰桥立面布置***
***2.2 长丰桥横断面布置***
2.3 拱圈
拱圈是通过横撑、斜撑和三根钢管组成的组合式异型拱圈，钢管内填充微膨胀C50砼，三根钢管线形均为抛物线，一根直径1.8m的主拱位于竖向平面内,矢跨比为1/5.5，两根直径1.5m的副拱由竖直平面向两侧旋转22.702°得到，拱平面内矢跨比为1/4.25。跨中处拱中心线横桥向水平距离10.5m，竖向距离6.5m。拱肋壁厚为22～25mm。钢管内部沿纵向每2m设一道环形横隔板，沿圆弧间隔45°设一道纵向加劲肋，高度为150mm,以保证砼和钢管的协同受力。
斜撑为工字形钢板，腹板高600～900mm，厚20mm，翼缘板宽300mm，厚10mm。横撑采用外径299mm，壁厚30mm的钢管。
2.4 主梁
梁为混合梁结构，其中主跨当中96m采用全封闭钢―砼叠合梁结构，其余部分为混凝土结构。由于本桥整体为连续梁结构，水平方向可以自由滑动释放温度内力，所以两种梁段之间不用再设置伸缩缝解决温度内力，设计采用了固接方式，构造上通过剪力钉、预应力粗钢筋和纵向预应力束将两种不同的梁连接成一个可靠的整体。
主跨加劲梁选用全封闭的钢―砼叠合梁。底板根据计算确定厚度12mm，腹板厚度25mm；为防止钢梁底板产生平面屈曲破坏，底板设置U形加劲肋，间距830mm，壁厚6mm；横隔板为“T”形，根据吊杆间距6m一道，腹板壁厚20mm，腹板旁设置竖向加劲，上翼缘板厚25mm，宽600mm，上设剪力钉；为减少桥面板受力，在横隔板间设置小纵梁，小纵梁间距2.5m；桥面板为4200×6000mm的预制钢筋砼构件，厚25cm，通过现浇段和剪力钉将全桥桥面板形成一个整体。
砼梁段为变高度预应力混凝土悬臂梁，梁底曲线为二次抛物线。在支点处梁高为4.4m，边跨跨中梁高2.33m。主梁为预应力混凝土连续结构，封闭箱型断面，横向为单箱多室，桥宽36.0m；主梁顶板厚度22cm，底板厚度22～80cm，腹板厚度40～70cm；梁体两侧均设4.0m悬臂，悬臂板厚度为20～60 cm，桥面板设横向预应力束。
2.5 吊杆和系杆
竖吊杆成桥吊杆力为1344～2471KN，考虑活载及温度变化等各种组合后， 最不利工况下拉力为1628～2708KN，最旁边两束张拉力值较大，采用PES（FD）7-151低应力高强平行钢丝拉索，每束破断张拉力9694.2KN，安全系数为3.6；当中的吊杆力值比较均匀，采用PES（FD）7-121低应力高强平行钢丝拉索，每束破断张拉力7768.2KN，安全系数为5.8。
斜吊杆成桥时吊杆力448～454KN，当在设计风荷载作用下，斜吊杆产生最大拉力742KN。为张拉方便，采用热铸锚平行钢丝PES(FD)7-37，每束破断张拉力2375KN，安全系数3.2。通过耳板和销轴与钢梁连接。
系杆最大张拉力55000KN，选取PES(FD)7-397，共计6束，总破断张拉力152924KN，安全系数为2.78。
2.6 基础
主墩基础采用21根直径1.5m的钻孔灌注桩，桩长最长69.5米，承台宽度9.8m，长33.54m，高3.0m；边墩基础采用14根直径1.2m的钻孔灌注桩，桩长54米，承台宽度5.65m，长33.0m，高2.0m。
3、施工要点
目前国内钢管砼桥常采用先拱后梁无支架的施工方法，其优点在于对航道影响较小，常用的方法有缆索系统悬臂扣挂法、转体施工法。但该种施工方法适用的桥型为刚拱柔梁，甚至只有横梁和桥面板，而没有纵梁的拱桥。全桥的主要受力都是依靠拱肋完成，因此这种桥型的拱肋的自身抗弯刚度和抗扭刚度都非常大，而且空间上一般呈现双拱肋布置，能保证在施工过程中的受力稳定。
而本桥拱肋为3根钢管和横撑、斜撑组成的组合式拱肋，在桥梁横断面上呈现上宽下窄的形状，而且在拱脚处3根拱肋汇集为一点，从拱肋自身而言，呈现为不稳定的态势。其成桥时主要是借助斜吊杆的作用大大提高了拱肋的稳定性，如果采用先拱后梁的施工方法在施工过程无法发挥斜吊杆的作用，拱肋的稳定性将不容易保证。而且这种施工方法对钢管拱的焊接也提出了较高的要求。考虑到本桥的拱肋形式的独特性，采用先梁后拱的施工方法更为稳妥。
先在河中间隔20～30m插打钢管桩形成临时支墩，在临时支墩上搭设贝雷梁形成施工平台，然后在施工平台上完成混凝土梁和钢叠合梁的施工，最后在梁体上完成拱肋的施工。施工步骤概况为：基础施工搭设少支架和施工平台拼装节段钢箱梁安装桥面板搭设拱肋支架架设钢管拱浇筑钢管混凝土安装并张拉吊杆和系杆现浇桥面板湿接头二期荷载调整吊杆和系杆张拉力。
3.1 主墩基础施工
本桥共有P4、P5墩两个主墩基础落在水中，根据水利主管部门要求承台需埋在河床断面以下，根据实测河床断面，确定P4墩承台底标高为-10.0m，P5墩承台底标高为－7.0m。施工水头差最大约11m多，同时由于奉化江桥是潮汐河流，每天的涨落潮都比较大，更增加了施工的难度。宁波类似桥梁曾采用过拉森钢板桩、钢管锁口桩等围堰形式，但出现了围堰密封性不好等问题，而采用传统双壁钢套箱的成本太大，如何充分利用双壁套箱的优点，降低造价是本工程的关键。经计算分析，最终创新设计薄壁钢套箱，场内制作、现场拼装、反压下沉。经济性能大幅提高，且安全可靠。
施工薄壁钢套箱前，应施工临时栈桥，形成钻孔平台，完成灌注桩的基础施工。利用已有钻孔平台及钻孔桩钢护筒搭设套箱的拼装平台, 拼装成整体后， 通过千斤顶进行反压下沉。
***3.1 薄壁钢套箱反压下沉
3.2 钢箱梁施工
经与航道部门沟通，最后确定了钢箱梁支架预留两个30m 跨、净高3.8m 的临时通航孔。采用国产单层321贝雷桁架作为支架。航道影响是少支架方案考虑的重点和难点，也决定了支架的基本形式。
长丰桥中跨钢箱梁部分长度96米，共分为16个节段，每个节段长6米，标准段自重78t。所选择的浮吊船在工作角度75°时限吊93 t；工作角度为60°时限吊80 t。浮吊船在工作角度60°以上时，满足吊重要求。
浮吊船将钢箱梁节段吊到支架上，进行微调、焊接。
***3.2 钢箱梁少支架 ***3.3 钢箱梁标准节段吊装
3.3 拱肋施工
本桥拱肋为3根钢管和横撑、斜撑组成的组合式拱肋，其中主拱和两个副拱共计511吨，斜撑140吨，横撑27.5吨，总计678.5吨。由于拱肋重量较大，不能一次吊装完成，必须化整为零，将拱肋进行分段吊装，焊接成形。先在叠合梁上设置格构式少支架，完成单根拱肋的安装、焊接，然后在施工现场完成横撑和斜撑的连接工作。根据上述浮吊船的性能，并考虑钢管呈空间弯曲形状，空间定位难度大、时间长，长时间荷重作业加上潮汐、波浪的影响，对浮吊的作业安全构成了较大的威胁，所以拱肋节段最大吊重控制在40 t左右。
***3.4 拱肋节段吊装就位
4、结语
长丰桥设计和施工均较为复杂，通过简要论述，希望对同类工程有一定的借鉴意义。长丰桥已通车运营，状态良好。桥梁通车后，有效地带动了周边地块的发展。
***4.1 长丰桥实景***
参考文献：
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[5]冯向宇，李映等. 宁波长丰桥结构设计与分析[A]. 第十八届全国桥梁学术会议论文集 [C]，2008.
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