罗干生，赵 炜，廖 晓

[1.宁波市城市基础设施建设发展中心，浙江 宁波315000；2.同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海市200092；3.宁波市城市基础设施建设开发有限公司，浙江 宁波315000]

0 引 言

市政桥梁建设是我国基础建设中的重要环节，桥梁工程对城市规划发展以及公众生活有很大影响，随着建设材料和施工工艺的不断发展，拱桥的应用变得更加广泛。作为我国现有市政桥梁使用最多的桥型之一，拱桥具备跨越能力好，耐久性好，养护、维修费用低，造型美观，构造简单等优点，成为一种桥梁工程建设中经常采用的类型。拱桥施工工艺的发展经历了从有支架施工到无支架施工的过程。其中有支架施工主要是拱架施工法，无支架施工法主要是缆索吊装法、转体施工法等[1]。

随着国内基础设施的不断完善，越来越多设计桥梁位置有通行或通航需求，顶推施工越来越常见，相对于传统的拖拉或者推动的顶推法，步履式顶推法近些年也越来越常见。

拱梁整体顶推施工，类似的实例包括福元路湘江大桥[2]、杭州九堡大桥[3，4]等。

1 工程概况

新典桥位于浙江省宁波市，主桥为跨径213 m（桥长221.6 m）下承式简支系杆拱桥，一跨跨越奉化江。为给行人增添一种趣味过江通道，在主梁两侧增加了一条悬挑慢行过江通道，其包括挑臂系统（受力系统）、副拱（装饰拱）、挑臂人行道系统（功能区）。悬挑的慢行步道与主桥拱肋组合形成一个“甬动山水”整体意向，并在桥墩处的滨江大堤内侧落地与两岸步道衔接，既丰富行人在过江中的行走体验，同时又与主桥的整体形象融合在一起，形成了具有鲜明特色的城市景观桥，见图1～图3。

图1 日景效果图

图3 悬挑慢行系统横断系统图

2 施工限制因素

2.1 通航

新典桥位于航道转弯处，水流速度快，船只通行隐患较大。根据国务院批复的《宁波市城市总体规划（2006—2020 年）（2015 年修订）》，奉化江航道等级为内河Ⅴ级（300 t 级）。依据《内河通航标准》，内河Ⅴ级航道直线段单线底宽22 m，双向底宽40 m，弯曲半径270 m，航道水深2.5 m。

根据《新典桥及接线（鄞奉路-广德湖路）工程航道通航条件影响评价报告》，拟建桥梁通航净宽80 m，航道中心线与桥梁的最大夹角为17°。

施工期间的通航宽度将决定桥梁施工时支架的跨度，对于主桥的施工方案的选择起到决定性的作用，将决定桥梁施工的成本和安全性，对桥梁的建设至关重要。

此外，由于通航净高的限制，主梁高度受限，对于大跨度的桥梁施工来说也是一大挑战。

图2 总体布置（单位：m）

2.2 高压线

奉化江东岸沿线敷设有110 kV 高压线，拟建桥梁位于2# 与3# 铁塔中间，与高压线路处于斜交的位置，见图4、图5。

图4 现状2# 与3# 高压塔

图5 高压线塔平面位置

高压线临近樟溪北路，与设计道路中心线斜交28°，桥位处与设计地面高差为28 m，与设计高程的高差约为16 m，见图6。

图6 高压线与拟建桥梁交叉位置（单位：m）

3 基于限制因素下的多方案比选分析

3.1 限制因素的影响

主桥为一跨过江简支下承式系杆拱桥。新典桥位于航道转弯处，水流湍急，船只在此处转向难以控制，过往船只密集。施工期间的通航孔宽度将决定桥梁施工时支架的跨度。

高压线对于本工程桥梁施工的影响很大，对于主桥来说，其限制了主桥施工的方案选择，如果采用顶推施工，高压线在预制安装平台上方，为了满足垂直方向的安全距离，就不能采用拱梁整体顶推施工，但当采用先顶推梁的施工方案时，如果需要采用安装桁架的方式来加强钢梁，则需要顶推一定距离后再安装，影响工期的同时还增加了施工风险。

3.2 施工方案比选

对于跨江的系杆拱桥，常用的施工方案包括支架施工法、大节段浮吊施工、缆索扣挂法和顶推施工法。

传统的支架施工法通常在桥下无水或者通航要求不高的情况下采用，桥位所在奉化江通航要求高，通行风险大，不适宜采用支架施工。大节段浮吊施工时，部分时段需要封航，对施工期间的通航影响也较大。缆索扣挂法对桥位两岸的安装空间有要求，桥位距离交叉口太近，也不太适用用此方案。

施工期间通航孔的实际大小及位置须结合桥位处实际通航船只的航迹线、通航船只类型、通航频率和各管理部门的管理需求等确定。

经过与相关单位沟通协商，最终定下来施工期间通航孔径为70 m，针对该通航孔情况，从施工方案的特点、经济性、工期和结构受力等方面进行比选研究。

考虑到本桥施工期间通航需求的限制因素，适合的施工方式是顶推施工法。顶推施工法包括以下两个方案：

方案一：拱梁整体顶推。

方案二：先顶推钢梁后梁上架拱。

方案一因拱肋和钢梁组合受力，相对于方案二来说受力更为合理，仅需要对个别不利工况位置的钢梁进行局部加强即可，但需要对高压线进行迁改入地，根据相关规划可知，110 kV 高压电力线架空改埋地是可行的方案。

但方案二中钢梁是主要受力构件，应用于大孔径通航孔时，需要对钢梁进行大规模临时加强，临时措施造价过高，且施工风险大。

两个方案的优缺点对比见表1。

表1 方案对比

纵横考虑安全性、经济性和施工期间的通航条件，本桥最终采用了拱梁整体顶推的施工方案。

4 施工方案实践情况

新典桥最终采用拱梁步履式整体顶推施工方案，整体顶推施工的跨径布置35 m+36 m+70 m+5 m+26.5 m+40.5 m+42.5 m+47 m+47 m+46 m+47 m（千斤顶位置）。顶推施工总体布置见图7。

图7 顶推施工总体布置（单位：m）

施工期为2021 年8 月10 日至10 月18 日，总计70 d。

4.1 新典桥施工流程

步骤一：完成桥梁桩基、下部构造施工及龙门吊安装；施工陆地顶推临时墩、系梁安装支架（见图8）。

图8 步骤一

步骤二：在胎架上进行钢梁预拼，采用龙门吊吊装钢梁到安装支架，逐段焊接成整体（见图9）。

图9 步骤二

步骤三：在支架上拼装拱肋，施工水中栈桥和水中临时墩（见图10）。

图10 步骤三

步骤四：安装导梁，将安装支架改制为拱梁撑杆（见图11）。

图11 步骤四

步骤五：桥梁整体顶推过江；调整高程、落梁并拆除导梁（见图12）。

图12 步骤五

步骤六：安装挑臂、悬臂、副拱等临时构件，拆除临时结构（见图13）。

图13 步骤六

4.2 永久结构加强及计算结果

根据该施工方案进行全过程模拟，整体顶推过程中拱肋的受力相对于成桥阶段来说是比较小的，而系梁由于通航净空的一系列不利因素影响，梁高仅有2 m，刚度很柔，导致其应力较大，为保证安全性，对系梁受力较大部位进行局部加强，主要是部分腹板的厚度由20/16 mm 增加到24/20 mm，加强部位见图14，系梁加固后全过程包络计算结果见图15、图16。

图14 系梁腹板局部加厚（单位：m）

图15 系梁正应力包络图（单位：MP a）

从整体计算结果可以看出，系梁的正应力与剪应力均满足规范要求。

除了整体受力外，系梁的局部受力也是一大关键，图17 为全过程的额反力包络图，最大反力为1 238 t。

根据最大反力，对系梁与支垫接触位置腹板的局部承压强度和局部稳定进行计算，为提高其局部稳定的安全系数，对腹板的竖向加劲肋进行加密设置并调整构造，增大支垫纵向长度内加劲肋的数量及接触面积，提高其稳定性，见图18。

5 结 语

本文结合新典桥桥位的周边环境，综合考虑通航、周边环境等限制因素，对各类施工方案进行分析和比选，最终采用了拱梁整体步履式顶推施工。

方案确定后，根据施工工况，对钢梁最不利位置进行局部加强，提高施工阶段整体受力和局部受力的安全性，从实际施工过程来看，施工效果较好，最大限度减小对周边环境和航道影响的前提下实现了工程目的。相对于传统的支架方案，安装费用从2 800 万减小到大约2 300 万，减少约20%，占用河道时间由12～14 个月减小到6～8 个月，实现了安全性、经济性、时效性的统一。

宁波新典桥是国内少见的采用拱梁整体顶推施工的桥梁，也是宁波市第一座采用该施工工艺的桥梁，对于宁波市乃至全国的桥梁建设具有重大意义，对于同类型施工方法的桥梁具有一定的借鉴意义。