拱桥水下系梁沉管法方案设计

林初杰 邓佳承

(天津城建设计院有限公司第七分院,浙江 杭州 310000)

1 概述

拱桥以其特有空灵秀丽、柔和飘逸的外观，成为我国桥梁建设史上非常重要的一种桥型。在现代城市建设中，中小跨径的上承式传统古典拱桥应用越来越多。考虑城市内尽量降低桥面标高以利于周边地块开发衔接，更多的坦拱成为了主要选择的桥型。相应拱桥的水平推力如何解决是桥梁设计首要考虑的问题。

在浙江沿海软土地质条件下，为了有效的解决拱脚推力问题，近年来我们更多采用了在河底承台之间设置预应力系梁的结构形式。此方案能有效解决拱脚水平推力问题，但是同样存在实施期间需要河道断流的难题。本文在此方案的基础上，对系梁的构造进行深化设计，希望能为类似工程提供参考方案。

2 工程概况

以杭州一座跨河桥为例，经过多轮方案比选，其中一座较古典的空腹式拱桥方案受到较大关注，该方案通过河底设置预应力混凝土系梁实现水平推力平衡。

此方案需要河道断流或者半幅河道围堰实施系梁，后期与水利及航运部门沟通，河道断流方案难以实现，半幅河道围堰导改方案工期长，造价高，最终此方案未被采用。

设计在此方案基础上，提出水下系梁沉管法实施作为改进施工工艺。该实施方式减小了水下系梁实施对河道的影响，具有工艺合理性、经济性及可实施性(见图1)。

3 系梁沉管法方案设计

针对河底系梁实施难度较大的问题，本文针对系梁实施问题提出预制沉管方案设想，降低系梁施工对河道及航运的影响，节约造价。

系梁采用钢管混凝土结构，钢管采用DN600×10镀锌钢管，内灌C50混凝土，可在工地现场灌注混凝土制作，同时预埋塑料波纹管(见图2)。

以本次工程为例，系梁长度为27.9 m，单根系梁重量为22.4 t。可通过常规起重设备实现系梁吊装。钢管安装位置在两侧河道围堰处留口下沉，实施前需对应河道位置清底开挖。

系梁两侧通过设置法兰与承台连接，承台混凝土后浇确保系梁端头混凝土密实。通过后期预应力张拉实现系梁轴压受力。

4 结语

软土地基上建设拱桥，通过设置预应力系梁平衡水平推力是非常经济合理的结构型式。相较止推板受力效果好，相较于群桩抗水平力更经济合理。沉管法实施预制系梁，建议承台混凝土后浇，可保证系梁与承台联结部位混凝土密实度，同时降低了系梁就位精度要求，减小施工难度。

本文介绍了沉管法实现河底预应力系梁方案能有效解决河底系梁实施期间对水利及河道航运的影响，特别适用于中小跨径单跨拱桥和斜腿钢构类桥梁系梁的实施。希望能够对类似工程起到参考作用。