公伯峡黄河大桥设计与施工燕八、、（国电公司西北勘测设计研究院，西安710065）关键词：公伯峡黄河大桥；钢管混凝土；拱桥；设计；施工摘要：公伯峡黄河大桥是公伯峡水电工程对外交通专用公路上的重点工程，该桥总长328.0m,桥面全宽18.8m,主桥为一跨128m中承式钢管混凝土拱桥现详细介绍该桥主要设计特点和施工技术要点钢管混凝土拱桥是中国近年来桥梁建筑发展的新技术,具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点它比较好地解决了修建桥梁所需的用料省、安装重量轻、施工简便、承重能力大的诸多矛盾,是大跨度拱桥的一种比较理想的结构形式自三峡水电站对外公路上采用钢管混凝土拱桥后,公伯峡黄河大桥是目前国内水电站同类型桥梁中设计荷载最大的桥梁1 工程概述大桥位于青海省循化县和化隆县交界处的黄河干流公伯峡峡口出口段,是公伯峡水电站专用公路上的一座大桥大桥桥址距黄河公伯峡水电站坝址下游约1500m，距导流洞出口约1000m桥址区黄河河道顺直，水流平稳，水面宽100m水深10~12m桥址两岸岸坡相对完整，没有较大冲沟，两岸均发育I级河流基座阶地，自然岸坡坡度60°~70°桥基两岸均有基岩出露,为古强风化及弱风化花岗岩,地质构造条件较为复杂。
大桥总长为328m行车道宽10.8m两侧各设1.5m人行道，桥面全宽包括拱肋位置为18.8m主跨为中承式钢管混凝土拱桥，拱肋为双哑铃型断面，跨度128m边跨由4跨14.8m的预应力混凝土空心梁引桥组成大桥设计荷载汽－80级，验算荷载挂－300，为国内同类型桥梁中设计荷载最大的桥梁2 桥跨布置公伯峡黄河大桥北岸以1号桥台与专用线公路衔接，北岸引桥二孔跨度为14.8m主跨主拱北桥墩为4#墩，南桥墩为5#墩南岸引桥二孔跨度均为14．8m并通过南岸8＃桥台与水电站进场公路连接主拱设计3．1拱肋主拱为一孔净跨径Lo=128m钢管混凝土中承式肋拱，矢跨比1/4;拱轴线为悬链线，拱轴系数m=1.347,计算跨径L=130.177m计算矢高F=32.468m拱肋断面形式中间为两根哑铃型断面，拱脚处为圆端型断面每肋由两根直径（外径）120cm的钢管和中间连接段组成，拱肋总高3.0m主拱肋上、下弦钢管及腹腔内充填50#混凝土拱肋主要材料规格为16Mn主管采用焊接圆管为了防止拱肋钢管及腹腔钢板在混凝土浇筑时变形，在拱肋内设置加劲钢箍、加劲螺杆并在吊杆处对钢管内混凝土进行局部加强，设置螺旋筋拱肋架设采用大跨度缆索起重机施工，共分9段进行吊装。
缆索跨度247m,最大起吊重量60t每片拱肋设灌注孔12处，排汽孔9处分3次行钢管内混凝土采用补偿收缩的微膨胀混凝土，要求早强缓凝，同时采取措施降低水化热混凝土充填灌注必需连续完成混凝土灌注后，对混凝土的充满程度进行检查，采用超声波探查，发现不饱满地方，钻孔压浆补满3．2空间横联全桥共设10道风构，桥面以上7道，风构分单肢支撑及K型支撑两种3．3吊杆全桥设计吊杆26根，为109丝7高强镀锌钢丝，标准强度为R\=1570MPa两端为冷铸墩头锚吊杆上锚头设于拱肋上钢管上部，下锚头设于预制吊梁下部吊杆采用双层防护，护层为高密度聚乙烯PE材料，外部设钢套管防护吊杆上下端用防水帽和防水盖防护3．4主拱的计算分析3．4．1内力计算（1）按空间杆系结构进行恒载、活载、收缩徐变、温度变化等引起的结构位移及内力计算2）按空间杆系结构对各施工阶段，成桥阶段进行位移及内力计算依据气象资料，公伯峡地区4〜8月份最高月平均气温23.4C,最低月平均气温10C设计取合拢温度为12C〜15C，设计计算温差降温t=-26C,升温△t=+5C经按空间结构静力计算，拱脚截面受力最大以300t特载加风载温度下降、混凝土收缩控制设计。
3．4．2主拱承载能力极限状态验算主拱承载能力极限状态验算，将钢管混凝土拱肋拟成等效钢管混凝土柱，采用中国工程建设标准化协会标准《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS2：890)、国家建材工业局标准《钢管混凝土结构设计与施工规程》(JCJ01—89)进行验算计算中考虑了钢管对混凝土的套箍作用、钢管混凝土轴压杆件的稳定系数和偏压构件的偏心增大系数，考虑了温度影响，计算结果如下，见表1：3．4．3拱肋的弹性变形拱肋在恒载作用下拱顶的弹性变形为24mm在汽—80t荷载作用下拱顶L/2的弹性变形为24mmL/4的弹性变形为20mm在挂—300t荷载作用下拱顶的弹性变形为42mm3．4．4拱肋的稳定问题本桥各施工阶段及成桥后的整体稳定性，系按空间结构进行分析，共分13个施工阶段按程序进行计算，分析成果如下，见表2：3．4．5抗震验算大桥按7度地震设防验算按照交通部《公路抗震设计规范》(JTJ004—89)的规定，采用地震反应谱理论计算，取水平地震系数Kh=0.1,竖向地震系数Kv=1/2Kh，拱桥综合影响系数为C/=0.35,结构重要性系数为C=1.3,I类场地土电算结果表明，地震荷载产生的最大内力在拱脚,远小于汽车荷载,反映出钢管拱桥有较强的抗震能力。
3 桥道桥道由纵横梁系组成,行车道采用连续结构体系,由预制纵梁和现浇整体混凝土路面组成4.1桥面系布置桥面与拱肋轴线在距离拱顶17.5m处相交在拱肋与桥面相交处以一跨10.0m的纵梁跨过，一端支承在拱跨中段吊杆横梁上，另一端支承在拱跨边段的立柱横梁上桥面设吊梁13根，间距为7．4m桥跨在立柱横梁处设伸缩缝，使拱跨中段形成桥面连续4．2横吊梁及纵梁横吊梁采用钢筋混凝土工型截面梁，计算跨度（拱肋中距）13．2m长度为16.2m、18.8m两种，截面高度为1.85m、1.95m分2期进行浇筑锚具采用OVM锚具纵梁采用预应力钢筋混凝土T型梁，跨径为6.8m、9.4m两种，纵梁截面高0.65m宽1.3m横向布置12片纵梁安装完毕后与横梁整体连续浇筑，连续跨径为10+12X7.4+10m采用预应力材料为『15.24钢铰线，标准强度为1860MPa4 引桥南北岸引桥均为两跨跨径为14.2m先张法预应力混凝土空心板梁采用预应力材料为^15.24钢铰线，标准强度为1860MPa5 桥面铺装与伸缩缝布置因本桥为水电站专用桥梁，车辆轮压荷载大故此，桥面铺装采用40#混凝土加1%钢纤维，厚度为10cm,铺装层内铺设连续钢筋网。
全桥共设4道伸缩缝，并在引桥部分桥面设4道桥面连续构造（路面假缝）6 静、动载试验大桥在通车前由中国铁道建筑总公司实验检测中心对其进行静、动载试验,试验报告结论如下：（1）本次试验的测试结果离散性小,试验可靠在试验荷载卸除后,挠度恢复良好,卸荷后的相对残余变型很小,桥梁处于弹性工作状态2）试验荷载下,应变测量结果的变化符合钢管拱桥的受力特性，最大应变出现在1/4跨顶面，其值为—79卩£，即17MPa3)在移动荷载作用下，最大动挠度为1.1cm,冲击系数随车辆行驶速度的增加而增长，最大冲击系数为1．16；刹车试验时，最大冲击系数为1.25公伯峡黄河大桥在刚度、强度方面附合设计要求；桥梁性能良好,桥梁的实际承载能力达到设计要求。