泰山大橋始建于1964年,橫跨奈河,地處泰安市東西主干道岱宗大街中段、南北主要行洪道奈河的中游,是一座集交通與景觀于一體的標志性橋梁。由于原橋面太窄,已不能滿足交通要求,必須進行拓寬改造;但工程施工不能中斷正常的交通,且要在雨季到來前將主拱券施工完畢,以免受洪水的影響。這就要求設計方案必須科學、嚴謹,便捷施工。
工程概況:
原橋為3×20米空腹無鉸石拱橋,全長82米,寬12米,其中車行道寬7米,兩側人行道各寬2.5米;設計荷載為汽-13、拖-60,人群荷載為0.4噸/平方米;以百年一遇的洪水流量為設計流量(188立方米)。主拱券為變截面懸鏈線拱,矢高5米,拱腳厚130厘米,拱頂厚80厘米。靠近拱腳處,每側設兩孔腹拱,腹拱券為等截面半圓拱,拱內半徑100厘米,厚40厘米。拱券均由粗料石砌筑,拱上填料為片石砼,側墻料石鑲面;墩臺均采用漿砌片石砌筑,料石鑲面。拓寬后橋面寬25米,橋型及立面外觀不變。
選擇設計方案的原則是:適用(滿足城市主干道對承載能力的要求)、美觀(滿足旅游景觀的要求)、經濟(投資少)、利于施工(施工方便快捷)。
原橋是依據當時的荷載標準,采用施氏理論進行設計的,偏于安全。拓寬設計按現行公路荷載標準汽-超20、掛-120進行了驗算。
總體設計:
1.根據城市道路規劃,在原橋北側加寬,將橋面加寬至25米,其中車行道寬20米,兩側人行道各寬2.5米。
2.加寬部分與原橋間設置沉降縫。將加寬側原人行道、基礎襟邊和橋墩圓頭拆除,在此處留置上下貫通的沉降縫。
3.墩臺、拱券為砼結構,外露面用細料石鑲貼。
4.橋面高程不變,舊橋面拆除,統一澆筑30號混凝土面層;南側人行道同時翻新。
墩臺設計:
1.除加長外,墩臺其它斷面尺寸不變。
2.基礎采用20%20號片石砼;墩臺身為25號素砼,外鑲細料石;拱座砼為30號。
3.根據現行荷載標準進行驗算,完全能滿足使用要求。
4.為滿足美觀和施工方便之需,每塊細料石都給出了編號和尺寸。
主拱券設計:
1.主拱券斷面由預制鋼筋砼拱肋和現澆砼兩部分組合而成,幾何尺寸未變。
2.為便于預制、安裝,每孔將拱肋分為左中右三段,橫斷面為倒“T”形,寬99厘米;拱肋砼為30號,其內部配筋由施工荷載控制;每片拱肋均設置預埋鋼板,以便與相鄰拱肋相連,形成整體。
3.拱券現澆砼部分以安裝連接完成后的拱肋為底模,最后形成完整的拱券,共同承受上部荷載。施工要求1.加寬側原橋需拆除部分由人工完成,以免對保留部分造成損傷;拆除基礎襟邊時,橋上禁止重車通行。
2.嚴格控制基礎片石砼配比;澆注前,所用片石必須清潔和濕潤;每層基礎應一次連續澆注完成。
3.為確保墩、臺身的整體性,應先|考|試大|砌筑鑲面料石,再澆注砼,并逐層施工;但要避免全斷面水平縫的出現。
4.拱座澆注時,根據圖紙預留30厘米深的凹槽,位置要準確,以便安裝拱肋。
5.在預制、運輸、吊裝過程中,注意拱肋的方向性;安裝時,注意加載的對稱性。
6.拱肋安裝并整體化后,按照規范規定的加載程序進行現澆砼施工。
7.拱上建筑施工時,注意按圖留置變形縫;縫子要通直,位置要準確。
8.原橋拱券上方石刻的“泰山大橋”四個大字,為郭沫若所題,現須拓下來重新雕刻,并安放在加寬部分相應的位置。
結語:
舊橋加寬,受交通、原橋結構等各種因素的制約,難度較大。在本工程施工(即上述設計方案的實施)中,證明了本方案最成功之處在于預制拱肋的采用,既縮短了工期,又節省了拱架和模板,且達到了雨季施工不影響行洪的目的。同時也證明了本方案的欠缺之處在于沉降縫位置的設置:基礎襟邊的拆除工作量大、難度大,且拆除后減小了原橋基底受力面積。將沉降縫設置在原橋基外邊緣將更有利于施工,且能改善基底受力狀況。