500米级钢管混凝土拱桥的施工风险及创新技术

拱桥施工事故率比其他桥型高，人们对拱桥施工风险的担忧是造成拱桥跨径增长缓慢的主要原因。特大跨径拱桥包括钢管混凝土拱桥比斜拉桥、悬索桥施工困难，为架设拱圈使用的大型临时设施多，拱圈无支架施工使用最多的是缆索吊运、斜拉扣挂悬拼，被人们戏称为建、拆一座悬索桥，再建、拆一座斜拉桥才能完成拱圈的架设。施工时高空作业多，存在一定风险，大临费用占总费用比例高，500米级的拱桥施工大临费用占比可达20%左右。要提高拱桥竞争能力，降低大临费用是必由之路，尺度掌握不当就会带来风险；管内混凝土存在灌不满和混凝土收缩脱空的风险；中、下承式拱桥因吊杆断裂导致桥道梁坍塌的事故也多次发生。

2010年，四川省交通厅公路规划勘察设计研究院在泸渝高速公路合江长江一桥初步设计中，经多方案比较，推荐刚度最大、造价最低、跨径530 m的钢管混凝土拱桥。出于对施工风险的担心，交通部要求对合江长江一桥进行施工风险评估，这是交通部系统内第一次开展桥梁风险评估。评估结果见表1-3，有21个风险源，其中Ⅳ级风险2个、Ⅲ级风险3个。对于电焊风险，钢管混凝土拱桥的拱圈不那么严重，拱桁弦杆受压，斜腹杆受拉，但应力幅低。经过长期研究，只要按规范规定控制好弦杆、腹杆直径比及各自的径厚比，焊缝应力幅可低于焊缝疲劳终止应力幅，不产生焊缝应力疲劳，设计上把高空焊接控制到最低限度，高空只焊弦杆；首创了真空辅助多级灌注管内混凝土工法［9］，研制了收缩膨胀可控的混凝土，并实现了工程应用，降低了管内混凝土灌不满及脱空的风险；实现了吊、扣塔水平位移的智能控制，吊运构件过程中塔顶水平位移可控制在20 mm内；按钢管混凝土拱桥技术规范强制条款规定，桥道梁用纵向体系，避免吊杆断裂造成塌梁的风险，实现了在控制通车条件下换吊杆；500米级钢管混凝土拱桥设计施工成套技术研究成功进一步降低了风险。如果设计、施工企业具有相当经验，严格按施工规范、规程施工，钢管混凝土拱桥施工风险是可控的。风险应高度重视，但不应成为阻碍钢管混凝土拱桥向更大跨径发展的理由。

表1-3　合江长江一桥风险评估统计情况

钢管混凝土拱桥在我国从诞生到现在不到30年就建设了近500座，不能不说是桥梁发展史上的奇迹，催生这个奇迹的是我国公路、铁路的高速发展。本书作者正是这段历史的见证者、参与者，力图从设计、制造、安装、材料、工艺方面认真总结经验、教训，把取得的主要技术进步表达出来，为钢管混凝土拱桥建造进一步提高质量、降低造价、增大跨径提供技术支撑。

参考文献

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［8］张联燕，程懋方，谭邦明.桥梁转体施工［M］.北京：人民交通出版社，2002：139-140.

［9］郑皆连，韩玉，秦大燕，等.大型钢管混凝土结构管内混凝土真空辅助灌注方法及灌注系统：ZL201210184040.7［P］.2013-05-15.