徐 洲 贾志敏 胡中阔

(1.贵州黔源北盘江马马崖电站建设公司，贵州 关岭 561300;2.中国水利水电第九工程局马马崖电站项目部，贵州 关岭 561300)

1 工程简介

马马崖一级水电站位于贵州北盘江干流中下游，左岸为贵州省关岭县，右岸为贵州省兴仁县。大桥位于电站坝址下游约1.0 km，是电站对外交通公路的重点工程，主要承担电站两岸交通及施工期间的设备物资运输。大桥采用对称拱桥设计，分为主桥及引桥，主桥为钢筋混凝土箱形拱，净跨80 m，拱上结构为排架式简支腹孔，孔径5.95 m，桥面为5.95 m 简支实心预制板;引桥共3 孔，孔径13 m，桥面为13 m 预应力空心板;桥台为U 形重力式桥台，左岸桥台面长4.6 m，右岸桥台面长6.3 m。桥面高程EL554.25 m，桥高约50.0 m;大桥设计荷载:公路—Ⅰ级，人群3.0 kN/m2;验算荷载:挂—300 级。桥面净宽(0.75 +2×3.5 +0.75)m，全宽9.0 m，全长133.2 m，为大型桥梁。

2 预制吊装方案存在的难点及风险

大桥主拱圈原设计方案为预制吊装，由5 片、共计25(5×5)节箱梁吊装形成，箱梁宽1.46 m，高1.7 m，最大箱梁长18.08 m，重41 t。根据现场实际地形情况，结合大桥结构，主拱圈采取预制吊装，将存在以下施工难点及风险:

1)大桥左岸位于电站进场公路小半径曲线上，公路内侧为悬崖，大桥右岸桥头位于电站右岸进场公路隧洞出口，洞口距桥台仅10.0 m，无法满足拱箱预制场布置条件。

2)大桥两岸均为陡崖，悬崖上卸荷裂隙发育、岩体破碎。而吊装用缆索最大吊装荷载达43 t，锚固在两岸岩体上的缆索存在极大的施工难度及风险。

3)主拱圈箱梁采用预制吊装，主拱圈由25 节箱梁分期、分节吊装合龙形成，所形成的主拱圈结构整体性差;且缆索吊锚固、箱梁预制、吊装工序复杂，施工进度较慢;箱梁吊装对接过程中的轻微碰撞也会对箱体结构造成破坏，施工风险较大、安全隐患突出。

3 预制吊装改现浇的确定

考虑到主拱圈预制吊装存在上述施工难点及风险，结合当今类似拱桥施工经验，若将主拱圈由预制吊装更改为现浇，可以缩短工期3 个月～4 个月，而大桥的早日建成通车对整个电站建设意义重大;参建各方均同意将预制吊装方案调整为现浇方案，并对当今拱桥主要采用的转体施工及悬拼钢拱架现浇两个施工方案进行了比选:

1)大桥拱座位于两岸悬崖上，拱座至地面高差达25 m，且拱座上、下游均为陡壁;由于转体施工需要拱座两侧有较宽阔的地势，以满足拱圈现浇钢管支架的搭设;因此根据现场实际情况，大桥主拱圈不具备转体施工条件;

2)主拱圈采用悬拼钢拱架现浇施工，在贵州省内已有多座拱桥成功施工经验，如:贵阳至黄果树公路白马水库大桥，务川至四川彭水公路通达大桥等。根据大桥结构特点，结合两岸实际地貌，最终方案确定为悬拼钢拱架现浇。

4 主要施工方案

4.1 基础混凝土浇筑

包括大桥左岸0号桥台、右岸17号桥台、两岸拱座，左岸1号引桥桥墩扩大基础。

混凝土根据结构形式及浇筑方量进行分仓浇筑，最大浇筑高度3.0 m。

混凝土分别由左、右岸搅拌机拌制，人工手推车运至现场，梭槽配合溜桶入仓，出口挂设溜桶。桥台墙身、拱座C30 部位混凝土浇筑仓面小，采用平铺法;桥台底板及拱座基础混凝土仓面大，采用台阶法;混凝土铺料厚15 cm～30 cm 一层，台阶高50 cm。

4.2 主拱圈施工

1)钢拱架吊装。钢拱架由常备式钢桁架悬臂拼装而成，拱架跨度79.21 m。拱架桁架的基本单元由一个三角构架和一根直线下弦杆组成，采用贝雷销连接。钢拱架由六组桁架组成，每组桁架由23 片三角架组合形成，拱架总宽7.22 m。

钢拱架采用15 t 缆索吊吊装，采取从左、右岸拱脚分别向拱顶对称吊装合龙，六组桁架同时上升。

2)钢筋制安。钢筋在加工场制作成型，人工转运至缆索吊下方，缆索吊吊运至作业面，人工现场进行绑扎。拱圈底板混凝土浇筑时，所需预埋的腹板及横隔板钢筋，在上一仓钢筋绑扎过程中进行埋设;拱上立柱垫梁钢筋与主拱圈顶板钢筋同时绑扎，立柱伸入垫梁的钢筋，在垫梁钢筋绑扎过程中进行预埋;拱圈伸入拱座的钢筋在拱座钢筋绑扎过程中进行预埋。

3)模板安装。在钢拱架上采用φ48 的钢管按照拱底弧形搭设支撑架，拱圈底部模板铺在支架上，模板采用竹胶板;腹板、边腹板、横隔板及顶板，采用一般标准钢模板。

由于拱圈两端较陡，在混凝土浇筑过程中难以实现平仓、抹面，同时为了防止出现混凝土超浇，在进行拱圈两端底板、顶板混凝土浇筑过程中，在其顶部安装压模。模板采用标准钢模板，φ48的钢管做横楞、φ12 的钢筋穿过底部模板对拉，@1.0 m×1.0 m，模板内采用φ12 的钢筋内撑，@1.0 m×1.0 m。混凝土浇筑过程中，根据浇捣需要拆除压模部分模板，形成孔洞，用于混凝土入仓及振捣。

4)混凝土浇筑。根据钢拱架设计计算原则及监控单位复核意见，拱圈混凝土按分环、分段的原则进行加载浇筑。拱圈截面分为底板、腹板和横隔板、顶板三环进行浇筑，前一环合龙并达到80%的设计强度后，再进行下一环施工，拱圈分环浇筑顺序如图1所示。整个拱圈分为拱脚、拱顶、中间三段浇筑完成，对称均匀加载，节段划分及浇筑顺序如图2 所示，具体浇筑顺序如下。

图1 拱圈分环浇筑布置图

图2 拱圈分段浇筑布置图

由于混凝土采取左、右岸对称浇筑，均衡上升的原则。以拱顶为起点，分别向拱圈左、右侧搭设梭槽至拱脚，混凝土输送泵安放在左岸拱座上，拌制的混凝土经搭设的梭槽卸料至输送泵，泵送混凝土至拱顶，再卸料至梭槽进行入仓。为了确保拱上立柱垫梁施工质量，使其与拱圈形成一个整体，采取与主拱圈顶板同时浇筑方案，并将混凝土标号由C30 调整为C50。

各节段施工缝面与拱轴线垂直，并在上一仓混凝土缝面预留间隔槽，呈两个“凹”字形同排布置，槽长100 cm，槽深15 cm。

腹板及横隔板侧面模板待混凝土达到75%设计强度后开始进行拆除，底板、顶板模板待混凝土达到设计强度后进行拆除，其中底板底部模板在整个主拱圈浇筑完后，与钢拱架同时进行拆除。

4.3 上部立柱施工

上部立柱包括大桥左岸引桥1号桥墩、左岸2号立柱、右岸16号立柱、拱上3号～15号立柱、1号～16号盖梁等。

钢筋在左岸预制场加工成型，采用缆索吊装至作业面，人工现场进行安装。

1号墩柱身模板采用定型圆弧钢模板，2号～16号立柱、盖梁模板采用竹胶板，采用方木、钢管及拉筋进行模板加固。

混凝土分别由左、右岸搅拌机拌制，1号墩混凝土一次浇筑到位，2号～16号立柱采取分仓浇筑，每仓高3.0 m;左岸1号墩、2号立柱、右岸16号立柱采用φ48 的钢管在盖梁支撑脚手架与桥台之间搭设通道，人工手推车运混凝土经通道入仓;15号、14号立柱采用缆索吊吊运混凝土运输入仓，3号～13号立柱采用混凝土输送泵入仓。混凝土浇筑采用平铺法，每次铺料厚15 cm～30 cm。拱圈两侧立柱混凝土同时浇筑并均衡上升，确保拱圈均衡加载，避免单侧加载造成拱圈结构破坏。

4.4 桥面施工

1)预制构件运输及吊装。左岸2 跨13 m 预应力空心板，首先采用150 t 吊车将预制场内的预应力空心板吊运至桥头堆放，然后采用200 t 吊车逐块吊装就位;右岸1 跨13 m 预应力空心板采用150 t 吊车逐块吊装就位。将预制场内所有5.95 m 简支板吊运至左岸桥头堆放，15 t 缆索吊装就位;为了确保吊装过程中主拱圈均衡受力，先将大桥纵轴线上的14 块简支板从左岸至右岸依次吊装就位，然后以纵轴线为中线，根据钢拱架吊装原理，将轴线两侧相对称简支板挂扣在平衡梁上，吊起平衡梁将简支板按从左岸至右岸的顺序吊装就位。人行道板及栏杆采用8 t 汽车吊装车，5 t 汽车运至现场，人工配合8 t 吊车进行安装。所有预制件安装过程中测量人员进行监控，确保线形平顺。

2)桥面铺装施工。桥面铺装由原来的二次浇筑更改为一次浇筑完成，浇筑过程中以桥轴线向两侧横向找坡。具体浇筑顺序为:左岸2 跨13 m 预应力空心板桥面铺装→右岸1 跨13 m 预应力空心板桥面铺装→主拱圈上5.95 m 简支板桥面铺装。混凝土由左岸搅拌机拌制，混凝土输送泵入仓。

5 工程质量检测

5.1 主拱圈施工检测

主拱圈施工过程中，大桥监控单位在主拱圈上布置了10 个点进行监测，混凝土浇筑完后，监控单位对监测点变形情况进行了实测，监测结果为:底板挠度实际值与理论值最大相差5.2 mm，腹板挠度实际值与理论值最大相差4.3 mm，顶板挠度实际值与理论值最大相差5.1 mm，均在规范允许值10 mm 以内，说明主拱圈浇筑线性受控，结构满足设计要求;同时也说明用于支撑现浇的钢拱架受力较好，刚度和承载力满足主拱圈施工要求。

5.2 荷载试验检测

大桥建成后，监控单位在桥面进行了静荷载及动荷载两项试验。静荷载采用4 辆载重35 t 汽车分别停放在主拱圈跨中、1/4截面、拱脚三个部位桥面，实测拱圈挠度理论值与设计值之比最大效率系数为0.915、最小效率系数为0.900，实测拱圈弯矩理论值与设计值之比最大效率系数为0.995、最小系数为0.940，在允许值0.8～1.05 之间，满足规范要求。动荷载采用1 辆载重35 t汽车分别以20 km/s，30 km/s 的速度无障碍匀速行驶，在拱圈跨中、1/4 截面、拱脚三个部位桥面进行急刹车试验，无障碍行车时实测最大动应变增大系数为0.168，急刹车时实测最大动应变增大系数为0.205，在规范允许范围内。

6 施工中采取的优化方案

钢拱架压水实验所需水箱采用竹胶板制作，取消了原设计方案采用的标准钢模板，压水实验完成后，竹胶板直接用于主拱圈底板模板的安装，减少了因使用钢模而增加的费用，节约了施工成本。在钢拱架吊装过程中，取消了一贯采用双走线吊装的方案，使用单根走线吊装，在增设一根平衡梁的条件下，同样也可以保证两片基本三角架及两块简支板同时对称吊装，既节约了成本也加快了施工进度。为了使立柱垫梁与主拱圈完整结合，采取将垫梁与主拱圈同时浇筑，既加快了垫梁的施工进度，也确保了垫梁施工质量。

7 结语

马马崖一级水电站下游混凝土拱桥所处位置特殊，预制改现浇方案的合理应用，确保了大桥安全、顺利建设完成，使大桥比原合同工期提前109 d 实现通车，大桥提前建成通车，对电站建设发挥了重大意义。施工过程中，结合现有地形，合理布置、精心组织、精细施工，使大桥如期实现通车。大桥施工过程中，采用了一些新的施工方法及工艺，施工质量达到了高速公路同类桥梁标准，进度及质量控制取得了满意的成果。