长江上大跨径钢管混凝土拱桥建设质量控制经验与做法

长江上大跨径钢管混凝土拱桥建设质量控制经验与做法

何兴智

（泸州市交通建设工程服务中心  四川泸州  646000）

【摘　要】早期建设的桥梁跨度较小，但近些年来随着交通的发展，大跨度公路桥梁的建设越来越多，桥梁跨度越来越大，由于其跨度增大，其建设难度在加大。公路桥梁建设中的关键质量控制，总结一定的经验，最大限度的保障工程的质量。就针对目前长江上大跨径钢管混凝土拱桥建设质量控制做法提供一些经验，可供同类工程管理技术人员参考。

【关键词】：大跨径桥梁建设管理经验

0　引　言

自1991年建成主跨115m的我国第一座钢管混凝土系杆拱桥四川旺仓东河大桥，跨径较大的广西三岸邕江大桥（主跨270m，1998年建成）；四川巫山长江大桥（主跨460m，2005年建成）；安徽太平湖大桥（主跨352m，2007年建成）；沪蓉西支井河特大桥（主跨430m，2009年建成）；合江长江一桥（2013年建成，主跨530m的中承式钢管混凝土系杆拱桥，是当时世界上同类型桥梁跨径最大的桥梁）；广西平南三桥（位于广西贵港市平南县，是荔玉高速跨越浔江的一座特大桥，于2018年6月开工建设，全长1035米，主桥跨径575米，2020年12月建成，是目前世界上同类型建成桥梁跨径最大的桥梁）；合江长江公路大桥（2021年6月建成，主跨507米是世界最大跨径的飞燕式钢管混凝土系杆拱桥，全桥总长1420米，主桥长668米）；在建世界最大跨径拱桥——南丹至天峨下老高速公路天峨龙滩特大桥（全长2488.55米，主桥为跨径600米的上承式劲性骨架混凝土拱桥，是在建世界最大跨径拱桥）；即将开工建设泸州市蓝田长江五桥（主桥总长1356m，主跨612m，净跨570m，计算跨径578.426m，主梁全宽度48.5m钢箱混凝土拱桥）。中国钢管混凝土拱桥的发展状况及主要创新技术，以世界最大跨度钢管混凝土拱桥——合江长江一桥（又名“波司登大桥”）建设工程管理质量控制为实例进行详细介绍。

1 工程概况

合江长江一桥（波司登大桥）是国家高速公路网成渝地区环线的控制性工程，大桥全长840.9m，大桥主跨530m（净跨500米）为建造时世界最大跨径的钢管混凝土中承式系杆拱桥。全桥跨径组合为10×20m（引桥）+530m（主桥）+4×20m（引桥）；引桥为预应力钢筋砼带翼小箱梁；桥面梁为“工”型格子梁；主桥吊杆间距为14.3 m，主孔净跨径为500米，净矢跨比为1/4.5，拱轴系数为1.45。大桥于2009年12月开工建设，2013年6月建成通车，2017年12月通过竣工验收，工程质量评为优良工程，工程投资约2.6亿元。

图1  合江长江一桥立面布置图（单位：m）

2 建设管理质量控制

2.1建设单位的质量管理

建设单位泸州东南高速公路发展有限公司建立健全工程质量保证体系与制度，开展全过程质量控制和“创精品、树样板”活动，在质量管理上主要采取了以下措施：

2.1.1 建立健全质量保证体系。一是建立质量管理组织体系，工程副总经理亲自抓工程质量和安全生产，工程部全面负责工程质量和安全的管理工作。二是出台相关的质量管理制度、办法，对质量进行全过程、无缝隙控制，全面实施首件产品认证制度。并按照四川省交通运输厅的要求制定了混凝土质量通病治理方案，跟踪排查治理桥梁、路面的质量隐患，全面提升工程质量。三是狠抓人员素质，对从业单位质检人员和试验人员资质进行全面核查，并进行岗前培训和考试。四是配合省交通质监站对工地试验室和监理试验室按相关标准严格验收，强化管理，充分发挥试验室在质量检验、检测中的重要作用，严把质量关。五是建立并严格落实质量目标责任制。把项目建设的单位工程、分部工程、分项工程甚至每一道工序逐级分解，分别确定质量目标。依据质量目标从岗位职责入手，层层分解质量目标责任，与各施工、监理单位及前线指挥部签订质量目标责任书，定期考核。六是严把人员变更关。项目部经理、总工、试验技术负责人、监理工程师变更必须经过审批，确保人员素质不降低。

2.1.2狠抓过程控制。首先是严把原材料关的，材料进场前由施工单位与监理部平行抽检，检查合格才予进场。施工监理单位的材料试验台帐通过网络按时上报，及时掌握进场材料数量和质量。其次是充分发挥第三方检测的专业优势，为业主的关键环节质量把关，委托第三方检测机构对原材料、混合料、工程实体以及钢筋成品和半成品进行检测，使原材料和工程质量始终处于受控状态。三是根据不同时期的施工特点，有针对性地开展专项检查。

2.1.3加大抽查力度。工程部经常深入施工现场，以技术规范和操作规程为标准，加强工程关键部位和重点部位的质量抽查，对技术风险大、质量安全隐患大的工程部位和环节实施动态监督和质量跟踪。工程部的每一位管理人员手中都持有统一印制的《质量、安全检查处理通知单》，一旦发现质量缺陷，当即下达整改令，限期整改。公司对全线工程质量安全采取日常巡检与季度综合大检查相结合，对检查中发现的质量问题、安全问题，一一落实责任，逐项跟踪整改，使全线的质量安全工作处于受控状态。

2.1.4组建实力过硬的建设队伍。

通过公开招投标选择设计单位、施工单位、监理单位，设计单位具有公路行业设计综合甲级资质、施工单位具有公路特级施工资质、监理单位为公路甲级监理资质，施工监控单位为大学院校，相关材料生产、加工单位也具有过硬的资质，同时具有相关类似工程业绩的单位参与项目建设。

2.1.5引入专家顾问组技术审查制度。聘请以工程院院士为首的多名国内知名专家组成专家顾问组，为重要环节的质量和安全控制提供技术保障。

2.1.6加强重大技术方案的审查。为有效控制和消除工程施工过程中的质量安全隐患，对特大桥的钢结构加工制造及安装方案、运输方案、缆索吊装方案等重大技术和安全方案均采取专项方案通过专家审查后方可实施。过程中严格按照经审批的方案实施。

2.1.7混凝土质量通病治理活动过程中，建设、设计、质监单位和各施工、监理单位密切配合，团结协作，及时组织完成工程项目混凝土质量通病调查、分析研究等各项工作，科学制定和部署了专项治理措施。实施过程中各单位加强信息沟通，整合管理、技术资源，群策群力，保证项目质量通病治理工作得到有序、有效进行。

2.1.8采用信息化管理。建设单位建立信息化管理系统，主要包括办公系统、计量支付系统、设计变更系统、试验检测系统等，通过网络处理公文，实现无纸化办公，简单、规范、便捷，确保项目的有序建设。

2.2 设计阶段

设计单位为具有设计多年经验的设计单位承担。在初步设计阶段通过悬索桥、钢管混凝土拱桥方案综合比选，推荐采用拱桥方案。大桥与同等跨度的悬索桥比较，当时节约造价投资约6000万元人民币。

2.3施工阶段

2.3.1建设队伍的选择

建设队伍的选择十分重要，考虑到施工质量控制较好、运输方便、具有类似经验的专业队伍，经实地考察，选择了国内一流的钢结构加工厂家和预应力钢绞线及配件生产加工厂家。

2.3.2施工组织设计

施工单位进场后，开始进行总体施工组织布置及规划，对工期目标、

质量目标（本工程质量目标为达到优良等级，并争创国家级奖项中国建筑工程鲁班奖、中国土木工程詹天佑奖）、安全环保目标、合同管理目标等规划，对人、材、机、资金等进行合理计划配置，确保项目的顺利实施。

2.3.3施工过程质量控制

2.3.3.1采用工厂生产

施工单位选择钢结构在武昌船舶重工有限公司加工制造，合江长江一桥总重7270t的钢拱桁在共分为54个吊段，其中含18个横向风构和36个大型拱肋吊段，最大吊段质量为198t，尺寸为4m×16m×45m。

2.3.3.2采用的创新技术和创新工艺

一是卧拼耦合制作，主拱肋立拼检验，保证拱桁线型精度和接头法兰密贴。

二是摇臂抱杆吊组装超高扣塔施工技术。

主拱圈钢管桁架扣索体系由锚固点、张拉锚箱、扣塔、锚碇及扣索五大结构部分组成。扣塔立柱主钢管内灌注C50混凝土，组成钢管混凝土格构柱扣塔。采用的双塔三索跨布置形式，缆索吊机的总体布置：430m(重庆岸锚跨)+554m（工作跨径）+405m（宜宾岸锚跨）；主索共有2组，单组主索的设计净吊重能力1000kN，单组主索由8根p50密封钢丝绳组成；吊塔采用“吊扣合—”的方式，即将吊塔置于扣塔顶部，吊塔与扣塔通过铰座连接杆件拼制。缆索吊机的吊塔为万能杆件拼装的门式结构，位于扣塔顶部，塔高29.6m（塔铰中心至塔顶索鞍轨道梁高度），横桥向宽度46.2m（轨道梁长度），纵桥向宽度4.25m。吊塔除塔底三角铰、塔顶结构为专用结构外，塔身均采用万能秆。

三是新型可移动式缆索吊机索鞍创新技术。索鞍是安装在塔架顶部横移轨道上用来支承缆索的装置，通过索鞍横移装置，主索可横移到构件安装位置，施工相当方便。斜拉扣挂悬拼吊装技术确保大节段超重量的钢拱肋吊装，缆索起重机主跨554m，吊装能力为2×1000kN，主索可移动到构件安装位置。承重索由2×8根Ф50mm密封钢丝绳组成。扣塔架高度达到150m，为钢管混凝土格构，吊塔高29.6m，铰接在扣塔顶。

四是真空辅助多级连续灌注管内混凝土技术。常规压力灌注和真空辅助灌注管内混凝土的大比例模型对比试验，证明钢管内抽真空至负压−0.09～−0.07MPa条件下压注混凝土比传统的压力灌注管内混凝土密实度大许多。以试验成果为基础，结合工程实践研发了“真空辅助压力灌注管内混凝土工法”。大桥拱桁一根弦杆钢管弧长近600m，需要灌注C60混凝土近800m3，采用了三级连续泵送真空辅助压力灌注工法。提出大型钢管混凝土结构真空辅助灌注管内混凝土技术及其成套设备，基本解决了钢管混凝土结构脱空问题。

五是大节段拱肋水上转向起吊安装技术。合江长江—桥位于长江上游，该处河段水流较急，拱肋安装时正值洪水季节，采用可回转梁式吊具和江面定位船配合工作的方式解决该难题。

六是桥面钢格子梁安装技术、钢管混凝土截断方法（用于缆索吊装系统的扣塔拆除）。

2.3.3.3对C60高性能混凝土配合比试验、性能试验及工艺试验研究，《桥梁高性能混凝土制备技术研究》成果的验证与应用。

2.3.3.4委托专业工科大学院校进行施工监测和施工控制，各施工阶段关键截面内力、扣索索力、标高及变形的观测，确保桥梁的设计线型。根据施工计算分析及加载程序，对主拱拱肋钢管与钢管内混凝土，受温度效应引起的应力重分布进行观测和研究。

2.4后期运营养护阶段

建立管养辅助系统，包括桥梁管理系统和健康监测系统，委托具有专业资质的队伍进行养护，并与科研单位合作研究构造复杂、养护困难的伸缩缝、吊杆拉索、阻尼器等病处治。

3  结束语

项目成果达到世界先进水平，核心成果达到世界领先水平，世界上钢管混凝土最大跨径530米拱桥——合江长江一桥竣工通车，在各类拱桥中跨径排第三。2017年11月通车4年的泸州合江长江一桥在竣工验收中评为“优良工程”。获得《2018～2019年度第一批中国建设工程鲁班奖(国家优质工程)》（建协【2019】2号）；2019年4月获得第十六届中国土木工程詹天佑奖；同时获得2016-2017年度天府杯金奖；施工单位主编完成的《钢管混凝土拱桥施工技术规程》（DB45/T 1097-2014）为重要技术标准。

【参考文献】
[1]顾安邦.桥梁工程（下）.北京:人民交通出版社,2013.

[2]陈宝春.钢管混凝土拱桥（第二版）北京:人民交通出版社,2014.[3]

[3]合江长江一桥施工图设计及相关施工方案

作者简介：何兴智(1972-08)，男(汉族)，四川泸县人，长沙理工大学，本科，现任高级工程师，主要从事道路桥梁建设管理工作。