1前言
拱橋是我國公路上使用廣泛且歷史悠久的一種橋梁結構型式，它外形宏偉壯觀，且經久耐用。近些年來，梁式橋、斜拉橋、吊橋等橋型修建不少，但我國相當長的時間內尚不能提供大量鋼材來修建公路橋梁，而鋼筋砼拱橋無需高強鋼材，跨越能力大，造價較低等特點，符合我國當前的實際情況，尤其在山區公路，仍為設計者之首選。
國道319線長涪高速公路斜陽溪大橋是一座四跨、五節段吊裝箱型拱橋，由四川省交通廳公路規劃勘察設計院設計，中鐵二局第五工程有限公司承建。該橋于1997年11月30日開工，歷時三載，于2000年10月30日完工。
2工程簡況
斜陽溪大橋位于國道319線重慶渝涪高速公路K115+473處，路線在此以2.7%的縱坡跨越斜陽溪和雙河溪。由于地面橫坡大，左右線按獨立的兩座橋設計。左線橋布置為4×16mPC空心板＋4×132m鋼筋混凝土箱形板拱＋2×16mPC空心板，全橋長671.62m；右線橋布置為2×16mPC空心板＋4×132m鋼筋混凝土箱形板拱＋2×16mPC空心板，全橋長637.6m，從美觀及施工方便考慮，主橋墩、臺設在相同平面位置。
主橋拱圈為等截面懸鏈線無鉸拱，正拱斜置。L0=132m，F0/L0=1/5，m=1.756，預留拱度12cm（按推力影響線分配）。左右線拱圈各由5片寬1.5m的拱箱預制拼裝形成，拱圈寬7.5m，箱高2.2m，頂底板厚0.2m，中肋厚0.4m，邊肋厚0.25m，普通橫隔板厚0.1m，吊扣點處橫隔板厚0.13m。
拱上采用雙柱式排架墩，大懸臂蓋梁；墩（臺）上立柱為雙柱式空心柱，壁厚0.25m,外形尺寸為2.5m×1.5m，拱箱吊裝過程中可作墩扣。
拱上橋面板為9.928mPC簡支空心板，橋面連續，在每孔墩（臺）立柱上設一道伸縮縫。
主橋下部5#～7#墩采用鋼筋混凝土空心薄壁墩，縱橫向按1：50往下放坡，按單片拱箱合攏水平推力進行設計；4#、8#臺及5#墩采用明挖擴大基礎，6#、7#墩采用承臺樁基礎。
引橋設計為柱式墩，臺為重力式U型臺，基礎為明挖擴大基礎。
該橋設計荷載：汽車-超20級，掛車-120級；橋面凈寬：凈-2×11m（行車道）＋1.5m(中央分隔帶)＋2×0.5m（護欄）。
該橋的特點是：跨度較大（凈跨徑132m）、連拱較長（4跨連拱，吊裝纜索跨度較大，設計吊裝纜索中跨徑655m）、橋墩和立柱剛度較低（墩高且為空心薄壁結構，最高墩身為64m（6#墩））、橋位風速較大（設計風速27.9m/s）、吊裝重量較大（最大吊重達70t）、設計要求嚴格控制施工過程的結構受力與變形指標等。該橋是長涪高速公路上的重、難點工程，重慶市交通局及重慶市高速公路建設指揮部十分重視，多次到現場指導工作，并作為重慶市科技攻關項目。因此“高效、優質、安全”施工意義重大。。
3施工方案設計
該橋施工重、難點是纜索吊裝施工。根據該橋地形、地勢情況及工程特點，結合本單位施工技術水平、機具設備等，確定該工程總體施工方案及控制要點為：①基礎采用常規方法施工，重點注意大體積承臺混凝土施工控制；②空心薄壁高墩采用本單位在諸多空心薄壁高墩施工中開發的“采用鋼管爬架倒模新工藝施工空心高墩工法”施工，重點進行模型設計；③主拱箱采用纜索吊裝施工，重點為纜索吊裝系統設計、吊裝工序，解決設計要求的主墩只能承受單片拱箱推力而按雙基箱合攏施工技術；④墩(拱)上排架采用纜索吊裝施工，重點注意排架尺寸、吊裝連接方式；⑤橋面板采用預制吊裝施工，重點注意預制構件的質量。
4施工方法
4.1基礎施工
該橋基礎包括明挖擴大基礎和挖孔樁基礎，施工采用常規方法施工。開挖時首先測量放線，復核地面標高。明挖基礎施工時據左右線基底標高確定施工次序，開挖至基底時要禁止放炮，避免基礎整體性受到破壞，并對放炮振松的巖體清除干凈、徹底。挖孔樁基礎施工時，要跳孔開挖，施工時孔口設護壁，鋼筋籠就地綁扎，樁基檢查驗收后，澆灌混凝土。樁基完工后，承臺基礎檢底，綁扎鋼筋澆灌混凝土。承臺混凝土屬大體積混凝土，降低水化熱，防止混凝土開裂為施控制重點，采取摻部分粉煤灰降低水泥用量，摻高效、緩凝減水劑推遲水化熱高峰值，設置兩層循環水管幫助散熱，灌水養護控制內外溫差的施工方法。
4.2墩身施工
空心薄壁高墩施工重點是解決模板模型、模板安裝及拆除方法、混凝土運輸等。空心薄壁高墩施工一般采用的施工方法有落地支架提升模板、滑升模板及翻轉模板施工方案。落地支架提升模板方案支架材料用量較大，施工速度較慢；滑升模板方案施工速度快，但滑模工藝要求嚴格，且晝夜連續作業，管理難度較大；翻轉模板施工方案用料少，工藝較簡單，且速度較快。一般均需配備塔吊、電梯等設備。我單位施工該類型薄壁空心高墩開發了類似翻轉模板施工方案的“采用鋼管爬架倒模（簡稱爬模）工藝施工空心薄壁高墩工法”，充分利用常備構件，材料用量少，速度較快，且工藝較簡單。經比較，決定采用“爬模”施工方案施工主橋墩身。
根據本橋墩身設計特點（空心、多室、內外截面尺寸較大、墩身較高）等，進行方案設計。墩身外模采用δ＝5mm的鋼板加∠50×50、50×3mm肋條間焊而成，每塊模板尺寸2×3m；內模用P3015型鋼模，并特制收坡鋼模和圓端角端模，模型間用螺栓拼合而成，內外模間設對拉螺栓。模型提升架采用萬能桿件組拼內爬升架，輔以鋼板組焊的伸縮式箱型梁形成，手動葫蘆提升，其頂設置操作平臺，安放提升材料卷揚機，設搖頭扒桿吊運鋼筋及機具；墩身外圍掛鋼筋梯，鋪木板供人員上下立拆模，內架上左右設三層平臺存放內模；模型外圍立面用安全網全封閉防護；混凝土用泵機一次輸送，泵管利用預埋在墩身上的固定架由下而上安裝；施工人員用升降機載運。
施工過程中，每一節模板都立在已澆注混凝土的模板上，該節施工完畢后拆除下節模板，再轉至上節模板施工，兩節模板交替輪換往上安裝。墩身鋼筋連接用豎向電渣壓力機豎焊。墩身施工至頂時，利用提升架支撐梁作支架，現澆施工各墩頂拱座。由于正拱斜置，拱座斜面標高、傾角需認真控制，確保滿足設計要求。
混凝土輸送采用泵送，混凝土強度等級為C30，一般均用中（粗）砂。因地處長江中下游，中（粗）砂產量甚微，開發利用豐富的長江特細砂（60%）摻石灰巖機制砂（40%），即改良特細砂配制高標號混凝土，進行混凝土配合比設計，經工程實踐，滿足構件特性要求。
4.3墩上立柱及蓋梁
墩上立柱充分利用大噸位纜索吊裝索道，主橋5#～7#墩上立柱及蓋梁采用預制吊裝施工。就近各墩位平整場地，預制墩上立柱及蓋梁。整根立柱吊重大，分為兩段預制，對立柱與墩身頂、立柱與立柱、立柱與蓋梁的連接進行加強設計。立柱與拱座、立柱與立柱間連接采用螺栓擰緊，立柱與蓋梁連接采用四根鋼筋伸入蓋梁。墩帽施工畢，高架索道試吊驗收后，吊運立柱就位，安裝時，先用纜風繩調正軸線，上緊連接螺栓，為調節標高，上下角鋼間可墊鋼板，并焊接預留鋼筋后解除吊點，在間隙處沖填干硬性高強砂漿，外澆接頭膨脹混凝土。蓋梁抬運就位后,采用水平儀觀測標高。必須保證接頭鋼筋焊接質量，縫隙間砂漿填充密實，接頭混凝土搗固密實。
主橋4#、8#拱座立柱采用萬能桿件搭設支架現澆施工。立柱施工到頂時，預留牛腿支架預留件，支撐槽鋼橫梁，現澆施工蓋梁。
4.4纜索吊裝設計
由于本橋主墩按單片拱箱合攏水平力進行設計，因此相鄰孔合攏片數不能大于1。本橋施工的難點在于拱箱吊裝，既要滿足相鄰孔合攏片數不能大于1，又要確保拱箱吊裝合攏后的穩定和安全。對吊裝施工方案，設計曾考慮了兩種方案：①將主橋4#～8#墩臺用鋼鉸線連結在一起，設兩組吊裝天線，采用雙基合攏，由于橋墩只能承受一片拱箱水平力，另一片拱箱水平力由對拉的鋼鉸線來平衡。②采用修吊橋的方式進行拱箱吊裝，即第一孔、第二孔第一片拱箱端段采用墩扣，間段采用塔扣，頂段扣在主索，再吊裝第一孔第二片拱箱形成雙基合攏。吊裝跨序為涪陵岸跨→中跨→長壽岸跨。因該橋現場實際特點是：4#～5#墩跨有二專路跨越，沿橋軸線地形高差50～60m，主拱箱預制場無法安排在兩臺后路基上或4#～5#墩間，只能選擇在5#～6#間，不能按設計吊裝跨序施工；設置主墩反抵抗單片拱推力裝置設于地面，反拉繩影響拱箱吊裝時移梁平車不能進入主纜索下，同時需要設置兩付工作索道。經檢算單基合攏時主墩抗扭剛度滿足施工需要，提出了先吊裝左右幅靠路線中心的拱箱，然后用型鋼臨時聯接成格構，既保證拱箱穩定，又不增加橋墩的水平力，并減少吊裝設備的施工方案，得到各方同意。以此進行纜索吊裝系統設計。
本橋纜索總體布置為三跨一組承重天線，長壽端邊跨115m，涪陵端邊跨145m，中跨度655m，設計吊重為70t，兩旁架設兩付吊重為5t的工作索道。主索道承重繩選用6∮55日本產密封式鋼絲繩，工作索道承重繩選用國產∮47.5鋼絲繩。主索道用于吊裝主拱箱、墩上立柱及蓋梁以及預制車道板等。工作索道用以解決部分混凝土澆注和材料、機具、人員等運輸。兩端塔架利用萬能桿件組拼，長壽端高56m，涪陵端高66m，兩端各布設輕型樁板式地垅一個。
4.5主拱箱施工
4.5.1主拱箱預制
拱箱預制場設在5#～6#墩并緊靠6#墩，場內設15個拱胎，3個用于預制中段，6個用于預制次邊段，6個用于預制邊段。利用萬能桿件組拼龍門吊桁車用以運輸移存拱箱；為減少場地的租用和大量挖填方，拱箱兩層堆碼儲存。為確保5#～6#墩跨拱箱頂段正起吊、正合攏，在該跨跨中位置另設一組與中軸線垂直的儲存場。
按布置規劃的場地，夯實拱胎。施工中準確按標高布設，夯填堅實、牢固，并預留出穿拱箱吊點處吊具、脫模打頂的槽溝位置。
主拱箱分五段預制組裝，先平臥預制腹板與橫隔板，再在拱胎上按常規組裝將腹板、橫隔板立放在拱胎上焊接成若干格，現澆底板混凝土，再現澆腹板、橫隔板間的接縫混凝土使之形成開口箱，最后現澆頂板混凝土，形成封閉箱。組裝施工過程嚴格控制接頭傾角、連接角鋼位置準確，成型后的弦長誤差不超過6mm。
養護頂板混凝土強度達設計的100%后用千斤頂頂升脫落，用龍門吊桁車移至儲存場。
4.5.2主拱箱吊裝
先吊裝左右線相鄰最近拱片，合攏后用型鋼連鎖，形成一個穩定的“桁架拱”結構，輔以橫向纜風繩再松開吊扣索，待全橋“桁架拱”形成后，其它輔助箱遵守相鄰孔合攏片數相差不大于1的要求依次往外，左、右對稱吊裝合攏。
4.5.2.1橫向臨時連接結構設計
橫向臨時連接結構是將緊靠橋軸線的兩肋拱片固接，并輔以纜風繩，以便形成穩定的“桁架拱”結構后拆除吊扣索，因此設計應有足夠的剛度，將兩片合攏后的拱肋連接在一起以增強橫向剛度，控制兩拱箱平面尺寸不變形，及其在風力作用下共同受力達到穩定。據此，上、下均橫梁采用2[22組成“Ⅰ”字構造，上橫梁焊在拱肋頂板預埋鋼板上，中部采用萬能桿件組拼與上橫梁形成桁架結構，將兩肋拱箱牢固連接。安裝在每跨邊段頂端與次邊段頂端第一個橫隔板及中段中央共5處。
4.5.2.2扣索系統及扣塔設計
該橋主拱箱分五節段吊裝，扣索分上扣索、下扣索，扣索索力據繩索整體布置計算結果分別是上扣索為103.5t，下扣索為42t，擬定上下扣索分別采用4∮43和2∮34鋼絲繩。
拱箱預制場選擇在5#～6#墩間，墩柱蓋梁頂離地高達94m，拱箱起吊過扣索高度較大，無法采用歪拉邁過扣索，只能選擇穿扣方案，所以上、下扣索均應設置有一定寬度（2.5m）擴張裝置，以利拱箱能從扣索中間提起。
長壽岸有小工作索道牽引、起重繩影響，扣索在平面位置上應有能躲過工作索道起重、牽引繩的寬度，且兩岸路基上有眾多的預制件（拱上立柱及其蓋梁），扣索不能直接從地面引出，故扣索對稱布置在主索兩側8m處，掛托索輪從塔架上引出。
由于索道跨度大，次邊段扣索的水平夾角過小（約為10°），故主墩立柱蓋梁上需設扣塔增加扣索角度以減小扣力。據此，在4#～8#墩設萬能桿件組拼的移動式扣塔，高度8m，以便拱箱能通過扣塔，塔頂設水平撐梁，用以支承及擴張上扣索，墩柱蓋梁上設置下扣索支承及擴張裝置，上下扣索擴張寬度2.5m，扣塔下部錨固在墩柱蓋梁上，頂部四周設∮15.5纜風繩，拉在相鄰墩帽上，扣塔采用工作索道吊運移動。
因拱箱吊裝時，箱就位后的平面空隙只有4cm，無法采用傳統的捆扎式吊裝與扣掛拱箱，拱箱預制時埋設吊孔，開發設計吊扣直接轉換的吊帶式扣掛系統。
本橋上下扣索均采用從主地垅引出的通扣布置，扣索均用2×1000m繩，采用雙頭滑車連接。
扣索在拱箱吊裝時，因穿塔架的次數較多，且扣索較長，工作量極大，布置時宜盡量減小退繩長度。
4.5.2.3纜風系統設計
該橋設計風速27.9m/s，拱箱吊裝采用雙單基肋合攏，橫同風力達44t，穩定性較差。因此設計安全能提供拱箱橫向穩定的浪風系統是必不可少的。
纜風設計原則上應盡量少，且對稱布置，纜風繩要短，能提供足夠的拉力且變形量小，要與橋軸線夾角盡量大與地面的夾角盡量小，且兩邊長度、角度盡量對稱。但該橋橋址地形地貌極差，均無法滿足上面關于風纜布置的一般基本要求。
據現場實際情況，布設的左右浪風長度，角度相差較大，且設置于拱箱下，拱箱易扭轉，同時長度過長（約250m），受力差，豎角度大（約30°），為此，分別計算各繩索受力情況，施工中采用傳感器測設初張力，使每根纜風繩達到設計的初張力，確保拱箱吊裝施工系統有較好的穩定作用。單片拱合攏時共設置4對浪風，每對浪風拉力按11t水平力設計，采用2∮19.5鋼絲繩。
地垅設計是按每個地垅上設4組浪風，共計拉力76.8t，分4個3∮16預埋環設計預埋。浪風地垅一律采用樁垅，樁徑為2～2.5m， 深度為3～5m。
該橋纜風設計具有如下特點：①風速達27.9m/s，風力達44t；②地形地貌條件差，左右浪風長度、角度相差太大；③浪風設置于拱箱下緣，拱箱易扭轉；④浪風長度過長（達200多米），受力條件差，豎直角大（達30多度），扣力增加較大。
4.5.2.4吊裝工藝原則
主拱箱吊裝原則：不歪拉，不斜吊，正穿扣，正合攏。
拱箱吊裝程序：邊段拱肋吊裝及扣掛，次邊段拱肋吊裝及扣掛，中段拱肋吊裝及合攏。
拱箱扣索布設原則：邊段拱肋扣索通過墩上立柱采用通扣，次邊段拱肋扣索通過墩柱上移動式扣塔進行通扣。
拱箱吊裝跨序：涪陵岸跨（8#～7#墩跨）→6#～7#墩跨→長壽岸跨（4#～5#墩跨）→5#～6#墩跨拱箱。
拱箱吊裝片序：先吊裝左右線相鄰最近的兩肋拱片，而后依次往外，遵守相鄰孔合攏片數相差不大于1的原則左、右對稱吊裝。
拱箱吊裝段序：邊段→次邊段→頂段并左右對稱。
拱箱合攏原則：嚴格采用邊碰中合攏順序。
浪風繩布置原則：浪風繩與橋軸線水平投影的夾角大于50°，與地面夾角小于20°。
拱箱吊裝準備：①高架索道試吊，按設計吊重的70%、100%、130%進行，對塔架、地垅等纜索吊裝系統驗收合格后進行主拱箱吊裝；②預制拱箱從長、寬、高、中線及預埋件進行質量檢查；③拱座混凝土平整鑿毛，標出拱肋安裝位置臺口線及中線；④測量計算拱肋長度與拱座間凈跨的施工誤差，確定鋼墊板厚度；⑤對吊裝拱箱在其端頭及拱肋頂部作中線觀測標記，拱段前端頭設高程觀測標尺，對合攏段拱箱的縱向中部設水平標尺，以便按三角網布設的設計跨中控制點進行跨中觀測。
拱箱吊裝觀測：①采用測主纜索跨中垂度以計算主索拉力；②應用位移值觀測地垅的安全；③用經緯儀觀測塔架位移；④用水平儀觀測拱肋高程，一般觀測接頭和拱頂標高，用以控制合攏過程中拱箱抬高量扣松和合攏；⑤用經緯儀觀測拱箱吊裝合攏過程中的墩頂水平位移，必須滿足設計要求的情況下進行拱箱吊裝。
主拱箱吊裝合攏是施工中的重點、難點。經過工程實踐，只要在施工中制定切實可行的安全措施，加強拱肋的橫向穩定，穩妥地制定施工工藝和拱箱合攏方案，是可以完成單箱合攏的。
4.6拱箱接頭與縱縫、墊梁混凝土
單線拱箱合攏后，即可澆注澆注拱箱間縱縫混凝土、拱箱頂板現澆層混凝土（為減輕吊裝重量，拱箱頂板減薄10cm）及墊梁混凝土。澆注前應對拱圈的接頭、跨中及1/8跨徑處的高程全面復核，以對拱箱沉落成拱情況有進一步的了解，并做詳細記錄。混凝土集中在兩端引橋上拌合，用工作索道吊運混凝土澆注。澆注順序為由兩拱腳至拱頂，橫向先中間后兩邊，左右對稱，四孔同步，均勻加載，嚴防拱箱縱向失穩。
4.7拱上立柱及帽梁安裝
拱上立柱及帽梁型號多、數量大、圬工方量小，屬細長構件，設計采用搭架現澆施工。為充分利用大噸位纜索吊裝系統，經同意后變更為預制吊裝施工。
按照等強與超強原則，對拱上立柱與墊梁、帽梁接頭進行了設計。在兩端路基上平整場地預制。利用主索道尾端索吊移立柱至軌道平車上，運立柱及帽梁至主索道下方，兩端起吊擺直，垂直運輸吊裝，從拱腳至拱頂安裝。立柱與墊梁、帽梁間接頭鋼筋必須保證焊接質量，縫隙間填實干硬性高強砂漿。
4.8橋面板施工
橋面板預制場選在涪陵端路基上，場內設兩組墩式張拉臺座倒用，每組臺座共三線，場內鋪設移梁軌道，制作簡易龍門吊移存預制板。
橋面板預應力鋼鉸線采用定位板控制平面位置，張拉采用張拉力和伸長值雙控，張拉按0→超張拉105%δκ→20%δκ（測伸長初值）→100%δκ（測伸長終值）→錨塞鎖緊（測回縮值）順序進行。鋼鉸線張拉結束后綁扎鋼筋，安裝空氣膠囊，澆注混凝土。待混凝土強度不低于設計強度的80%后，放松預應力鋼鉸線，移梁桁車運至儲存場存放。應注意地是存放期過長，超過3個月，預拱度有可能繼續增長，橋面板中橋面鋪裝在跨中有可能變薄的影響，相差過大，則須預壓。
拱上立柱及帽梁施工畢，鋪設軌道，用平車運輸橋面板至索道下方，用主索道吊運安裝，先全橋貫通4片后采用汽車吊輔助架設。
4.9橋面系施工
含護欄、分隔帶、泄水管、伸縮縫、橋面鋪裝等，該部分須確保線條直順、牢固、美觀，橋面排水良好，無阻塞、滲漏、變形、開裂等，保證質量。
5施工措施
對于如此難度的特大型橋梁工程，制定切實可行地施工安全、工程質量、工期進度控制措施是保證施工順利必不可少地。
5.1施工安全管理
針對斜陽溪大橋的結構、場地、作業環境和機械設備，安全管理工作主要從以下進行。
①安全組織機構建設。設立“安全領導小組”，設立專職安全員，統一管理、監督、檢查安全工作。
②從嚴、從細、從實狠抓經常性的安全教育。安全意識人人增強，安全知識人人明白。
③編制各種安全管理規定、措施。使安全工作有章可循，有法可依。
④對危險作業場所、作業面、特殊機械設備采取特殊措施。同時加強車輛管理。
5.2工程質量控制
工程質量總目標是：分項工程評定合格率100%，優良率96%以上，創省部級優質工程。
①建立健全質量保證體系。設立專職質量檢查工程師，成立全面質量管理小組，樹立施工現場為工作重點的思想。及時解決施工中遇到的技術質量問題，進行全方位質量控制。
②激勵創優意識。用各種方式激勵全體職工的創優意識，使職工從頭至尾保持飽滿的創優熱情。
③難點科研攻關。攻關內容以優化設計、施工工藝為主。通過科研活動不斷優化施工設計，保證技術的先進性，利用新技術、新工藝、新材料、新設備提高工程質量。
④提高工人技術素質。采取崗前培訓，施工前技術交底，施工中技術指導，施工后講評等方法對施工隊伍培養。
⑤狠抓施工過程管理。抓好原材料質量檢驗、工藝操作質量控制、隱蔽工程檢查、質量評定和混凝土試件質量評定等四個環節。
5.3保證工程進度
工程進度主要從下面幾方面抓。
①建立精干高效的工程指揮班子，組建能征善戰、有豐富經驗的施工隊伍。
②統籌安排，超前計劃。編制實施性網絡計劃，嚴格控制各分項工程施工時間。
③突破重點，兌現工序工期。該橋由一道一道工序完成，每道工序的進度都直接關系整個工程的進度，因此每道工序均須詳細安排，抓好落實。
6結束語
高墩、大跨、連拱、大噸位纜索吊裝是斜陽溪大橋的特點，該橋的施工方案是我單位堅持以科研為先導，充分發揮了自身建橋經驗和技術特長，推廣成熟的施工工藝，開發新技術、新工藝的成果。該橋由重慶市公路工程質量檢測中心與重慶交通學院分三階段于2000年12月8日～16日對測試跨進行了靜、動載試驗，符合設計標準，滿足使用要求。
