山区河流洪期高支架现浇箱梁施工1、概述1.1 工程概况合川嘉陵江南屏大桥桥址位于嘉陵江、涪江汇合处下游千斤滩段，主桥采用双塔双索面矮塔斜拉桥，引桥为连续梁+连续刚构组合形式全桥箱梁采用统一单幅单箱单室大悬臂斜腹式混凝土箱梁主桥桥宽27.5m,引桥桥宽24.5m,双向四车道桥位处嘉陵江河谷从北西向南东发育，河道开阔，场地受地质构造影响和嘉陵江水系的切割，河床纵、横向坡度约2-3°，河谷形态呈不对称"U"形，相对高差较大桥位布置见图1,桥型布置图见图21.2 工程背景南屏大桥位于嘉陵江和涪江汇合处下游约1.4Km处，根据水文资料，两江常年洪水位204.17m（合川专用站），100年一遇洪水位为219.3m历史最大洪水位为224.55m（1870年），次大洪水位为222.15m（1903年）本桥设计洪水位为219.3m，最高通航水位采用草街航电枢纽的正常蓄水位203.0m南屏大桥桥位的特殊性决定了洪期施工必然会受到两江洪水的影响，桥位区域洪水主要由暴雨形成，与暴雨分布特性一样，年最大洪峰多发生在7、8、9月南屏大桥引桥共4跨，根据设计施工流程，引桥合拢顺序为先中跨后边跨，考虑挂篮的周转使用，施工前期将重点放在了P2墩，P4墩现浇梁和P3墩悬臂梁最后合拢。
2009年11月，P2墩挂篮悬臂施工开始，但在悬臂施工第一节段完成后接到草街电站在2010年4月开始蓄水的通知由于P4墩为交界墩，引桥箱梁40m和主桥箱梁20m都必须采用支架现浇施工，受地质条件影响，蓄水后现浇支架基础施工难度成倍增大因此，必须调整引桥施工顺序，在蓄水前必须完成P4墩现浇箱梁高支架的施工另外，为确保高支架渡洪的安全，在洪期来临前应尽可能完成P4墩现浇梁和P3墩悬臂梁的合拢施工2、施工工艺简述2.1 方案确定P4墩现浇箱梁分引桥侧8个节段40rnffl主桥侧4个节段20m,支架高度约36m,为减小现浇支架阻水面积，确定采用少支架施工引桥侧支架设计不考虑渡洪，支架基础采用条形扩大基础，基础宽2m基底持力层为板结卵石层；主桥侧支架必须考虑洪水影响，支架基础设计采用钻孔桩基础，桩径2m,桩长6m,基底持力层也为板结卵石层引桥侧支架顺桥向共设计6排分3组，单组两排顺桥向间距6m,相邻组间顺桥向间距9m主桥侧支架顺桥向共设计3排，间距均为6m.支架立柱采用小820X10mm钢管桩，单组钢管桩立柱横纵向均采用小426m%6mm!W管桩作平联，相邻组合钢管桩立柱在顶部和底部采用6630mme8mmfW管连接，将间距9m的两组钢管支架联为一体。
支架上部结构由卸荷块、HN60CX200承重横梁、贝雷梁纵梁、横向125a分配梁组成现浇支架布置见图3、42.2 支架渡洪的由来由于种种原因前期没有搭设施工栈桥，P3〜P5墩洪水期间前期施工主要依靠船舶进行，施工进度受很大影响桥位处2009年最高洪水位为204ml2009年10月，洪水逐渐退去，原有P3〜P5墩段施工便道已被洪水冲毁2009年10月底开始恢复施工便道，但水位的小幅涨落使施工便道在11月底才恢复便道恢复后开始进行P3墩墩顶现浇梁段和P4墩现浇支架施工，施工期间南岸工段整体施工任务相当紧，钢锚箱吊装支架及吊装施工、P4墩支架施工、P3墩墩顶现浇梁段施工、栈桥施工、蓄水前材料转运等都集中在了一起另外，P3墩挂篮也需要新加工，商品混凝土的不及时也对工期造成了一定的影响，最终未能在洪期到来前完成P4墩现浇梁和P3墩悬臂梁合拢，P4墩现浇支架只能渡洪施工2.3 支架渡洪处理P4墩引桥侧40m现浇箱梁设计混凝土方量为1055m3现浇支架基础为条形扩大基础，基础持力层为板结卵石层，2009年洪水情况表明支架处冲刷比较大支架渡洪最主要有三个危险：一是支架基础覆盖层若被冲刷掏空对支架破坏性不可估量；二是支架自身抵抗洪水冲击是否满足要求；三是防止大型漂浮物特别是失控船舶等对支架冲撞。
针对可能出现的危险，对现浇支架分别做了以下处理2.3.1 支架基础处理施工便道布置在顺桥向上游侧，主要采用砂卵石填筑现浇支架处河床覆盖层也均为砂卵石层，易被冲刷主桥侧支架为钻孔桩基础，可不处理，对引桥侧支架基础采取了四项措施进行了处理①支架上游侧施工便道标高为192项对现浇支架起一定防洪堤的作用，保护好施工便道就可以防止支架基础覆盖层不被直接冲刷首先采用挖掘机将施工便道上游侧便道底开挖清理后沿便道坡面铺设一层帆布，再沿坡面在帆布上面人工堆码0.5m厚砂袋护面，最后在砂袋外抛填1.0m厚块石以加强便道抗冲刷力，保证便道砂体不被直接冲刷导致破坏、进而冲刷破坏支架基础覆盖层②将引桥段支架旁施工便道下游侧边坡继续填筑使坡度变缓，以避免水流翻过便道后突然变急而增大对支架基础覆盖层的冲刷力便道边坡与支架基础覆盖层刷坡顺接后对引桥渡洪支架（两端各延长20m）范围内的便道、坡面以及支架基础覆盖层顶面范围用5〜8cm厚C20混凝土覆盖，以保证洪水期间不对支架基础覆盖层破坏性的冲刷③对引桥支架范围南、北侧、下游侧开挖一条0.5m宽沟槽（上游侧依靠施工便道，不必开挖），开挖深度不得高于原河床表面以下1m,再采用C20混凝土浇筑沟槽形成挡水墙并与基础覆盖层顶面混凝土相接，以防止支架基础四周被洪水冲刷。
④在水位即将涨至+192m即与施工便道接近相平时，开挖断开P4〜P5墩和P2〜P3墩之间施工便道，加大河床横断面泄水面积，缓解P3〜P4墩之间施工便道冲击压力，留P3〜P4墩之间施工便道作为现浇支架基础抵抗洪水冲刷的坝体支架基础处理方法见图5、图62.3.2 支架结构加固在保证支架基础不被洪水冲刷的前提下，对支架结构自身的抗击冲刷的强度也必须加强支架横桥向受水流冲击，支架沿横桥向共五排，通过核算，钢管桩承受横桥向的水平荷载较大在洪水期到来前，需对首节钢管与条形基础的嵌固情况进行仔细检查，确保嵌固牢靠，不被洪水冲刷导致倾覆其次，在支架受洪水冲击的工况下，钢管桩间相互连接水平撑应力过大，需要顺水流方向增加斜撑（斜撑利用双拼槽32a型钢），同时检查钢管桩节段间、钢管桩相互之间连接（各部位的连接焊缝）的牢靠性，对不合要求的进行补焊加固支架结构加固方式见图7图5现浇支架基础渡洪处理图图6现浇支架基础渡洪处理效果图图7现浇支架渡洪加固示意图2.3.3 漂浮物防止措施漂浮物积聚在支架会增大支架的阻水面积，从而增大洪水对支架的冲击力洪水期间及时清理漂浮物对支架极不安全，防止漂浮物只能采取预防措施，在本工程中对漂浮物主要采取了两项预防措施：其一，洪期来临前，对现浇支架上残留的临时钢筋、型钢等进行彻底清除，以减少漂浮物钩挂；其二，洪期在上游设置监控站，准备抢险船舶和冲锋舟，发现失控船舶和大树等大型漂浮物时及时处理或引导其改变流向，避免漂浮物冲撞支架。
2.4 支架渡洪效果受嘉陵江上游连日暴雨影响，2010年7月17日开始涨洪水，洪水来临时现浇箱梁已基本施工完成2010年7月19日观测到最高洪水位为210.8m,超出常年洪水位6.63m,超过20年一遇洪水规模洪水涨落过程中通过测量监控支架变形情况，观测点位于支架上游侧南北岸两角点，支架变形数据见表1表1支架渡洪变形监测数据表根据测量监测到的支架变形数据表明，支架在最高洪水位时变形量为79.8mm，现浇支架高度约为36m，变形量小于1/400且未发生明显破坏，这表明支架成功渡洪但通过实际渡洪情况，支架处聚集的漂浮物还是相当多，这对支架变形量有促进作用3、几点体会3.1 方案利弊P4墩现浇支架处原河床覆盖层为砂卵石层，易被冲刷，钢管桩基础持力层为板结卵石层现浇支架方案的关键是是否渡洪，若支架设计时就考虑其渡洪，可采用钻孔灌注桩基础，但钻孔桩基础施工较慢，加之电站蓄水影响支架不能保证施工完成，造价也相对较高；本工程在不考虑支架渡洪的前提下首先采用了条形扩大基础，但最终未能在洪期来临前完成，对支架基础采取了一系列渡洪加固措施此方案造价相对较低，支架安装施工也没有受到电站蓄水的影响，但对支架的安全还是有不确定性。
3.2 渡洪成功关键支架基础稳固程度及支架结构自身抵抗洪水冲击力的能力是支架结构稳定性的重要保障本工程中对支架渡洪处理的关键取决于对支架基础的处理，通过便道形成挡水墙和混凝土覆盖封闭而对支架基础覆盖层形成保护，在很大程度上给支架渡洪的成功打下了基础3.3 类似工程的建议山区河流地区桥梁施工，受洪水影响相当大，洪水的破坏力有相当大的不可预见性在类似工程施工过程中，建议应提前合理安排好施工顺序，对大型现浇箱梁的施工应尽量避开洪期，在无法避免的情况下，应尽可能的采取对支架结构安全更有利的基础处理方案，加强对大型漂浮物的预防措施，以保证支架及桥梁结构安全4、结束语洪水使山区河流地区桥梁施工增加了难度和危险性南屏大桥施工过程中受多次洪水影响，特别是P4现浇箱梁渡洪施工是南屏大桥成败的关键现浇箱梁虽已顺利通过特大洪水的检验，但其中也不乏值得思考总结的方面，希望本工程的一些体会能为类似工程提供参考。