福清科技志：第八章 交通、邮电 / 1-2 交通-桥梁
二、桥梁（一）新改建的重要桥梁
1.元载大桥
元载大桥位于福清市海口镇，原龙江古桥下游1.2公里处。海口镇处于龙江入海口，龙江把海口一分为二，仅靠一座古石梁桥，作为两岸人行通道，车辆均需绕行福清，交通十分不便。1991年著名华侨林先生返乡时，捐资兴建元载大桥，（以其先考名讳命名）。
元载大桥荷载为汽--20、挂一loo,桥面净宽9米，两侧各有宽1.5米人行道和0.25米栏杆，桥下有3孔，净高在通航水位4.66米（罗零）以上7——8米，净宽33.2米，可以通航500吨海轮；桥两端接线为三级公路，长4公里，中沟通福（福清棋山）北（长乐北山）与真（东张水库）大（丘）两公路的联络线。也是完成福清市三经三纬公路网布置的最后一段公路。
桥梁上部结构：北端引桥为6孔13米空心板梁，主桥为9孔35米预应力钢筋砼T梁桥，南端滩孔为6孔25米预应力钢筋砼T梁桥，桥梁全长542.8米。
桥梁下部结构：墩台基础均采用钻孔灌注桩，直径分别为1.2米（引桥）、1.5米（滩孔）、1.8米（主孔），桩端嵌入中等分化岩3.5米。（看福清FQLOOK.CN）桥墩均为双柱式钢筋砼墩，柱直径分别为1.0米（13米跨）、1.2米（25米跨）、1.5米（35米跨），双柱上部有盖梁，下部加联系梁联结，提高整体刚度。
桥梁由省交通规划设计院设计，省公路二公司施工，省交通科研所监理。1992年5月1日开工动建，1993年12月30日竣工。桥梁经省交通工程质量监督站核验，工程质量总评优良。桥梁总造价1637万元。
2.玉融大桥
玉融大桥是福清融城跨越龙江的第三座桥。为了避开真（武殿、东张水库）大（丘）公路通过旧城，线路特从西门虎狮桥头右弯，跨龙江建玉融大桥，把公路接往南去。
玉融大桥全长176米，布置为3孔拱桥。两端孔为上承片石砼板拱，净距33米；中孔为中承式钢管砼肋拱桥，净跨76米。桥梁上采用钢管砼拱的结构，在福建省内还是首创。
桥梁设计荷载为汽一超20、挂w120,桥面宽度为4车道净宽28.4米。中片拱肋宽1.3米，两侧主车道各宽7米，再外是两片拱肋各宽1.3米，再外是各宽3.5米的慢车道和1.75米的人行道。（看福清FQLOOK.CN）中孔净跨76米的中承式钢管砼肋拱共用3片，置于上下行主车道之间，慢车道与人行道悬挑在肋拱之外。肋拱轴线采用二次抛物线，矢跨比为1/4.肋拱为两个圆钢管焊接成哑铃形，高1.9米，内填CA0素砼。桥面系用吊杆接在肋拱上，吊杆间距4.8米，每根吊杆由110根直径5毫米的高强度钢丝套在钢管内组合而成。
两个桥墩基础采用双排每排5根、直径为1.5米的钻孔灌注桩，每个墩10根桩用钢筋砼承台连成拱座。桥台为组合桥台，前端拱座基础亦用双排钻孔灌注桩，每排4根，桩径1.2米。每个桥台8根桩用承台联成拱座。桥台后端为扩大基础与浆砌污工台身组成重型桥台。
玉融大桥由福州大学设计，交通部第三航务工程局第五工程公司施工。钢管拱肋在江苏连云港焊接后运抵福清组装。工程于1994年3月18日开工，1995年5月竣工。桥梁经福建省交通工程质量监督站核验。工程质量总评优良；经福州大学进行重载试验，变形小于设计值，符合设计要求。
钢管砼中承拱桥，高强质轻，方便施工，桥型新颖，轻巧美观。总造价920万元，平均每平方米造价仅1800元，只相当一般中小桥的单价，投资较省。
3.清荣立交桥
清荣大道在里程6K+500--7K+000附近，要横跨大北溪和紧靠大北溪的玉（长乐玉田）福（清）公路，穿过凤凰山，接上城区的大北路。由于两条道路路面标高相差12米，故而设置立交桥。
立交桥采用上层跨越。底层环交的混合立交形式。底层设有内半径20米、外半径40米的环岛与环道，整座立交桥由直线型主桥和2座上下层左转匝道桥（中心半径分别为53.3米和58.5米的环形匝道桥）以及2座底层匝道桥组成。上层主桥与引桥宽24.5米，中间主车道宽14.5米（4车道），两侧为宽0.5米分隔带，（看福清FQLOOK.CN）再外为各宽3米的非机动车道和各宽1.5米的人行道。两侧下层匝道桥宽14米，其中主车道宽7.5米（2车道），分隔带宽0.5米，非机动车道宽3米，人行道宽3米。左转匝道桥净宽7米（2车道），两侧设防冲撞栏杆，人行道宽2米。
立交桥结构主桥为4孔40米钢架拱桥，引桥为14孔跨度13米的空心板梁，下部采用柱式桥墩，全长317.04米。左转匝道桥均采用环形三联现浇钢筋砼连续板弯斜桥。左转匝道桥（I），第一联、第二联均为4孔13.1米连续板，第三联为3孔13.1米+1孔13.976米的连续板，全长164.366米。左转匝道桥（II），第一联为1孔14.53米+4孔13.25米，第二联、第三联均为5孔13.25米连续板，全长222.385米。下部结构均为Y型砼桥墩。主桥两侧还有两座下层匝道桥，左侧为10.1+11+13+13+10米五跨连续板，全长65.6米；右侧为8.1+9+13+13+10五跨连续板，全长61.6米。下部为钢筋砼柱式桥墩，重力式桥台，扩大基础。主桥两侧各有一座入行楼梯作为上下层桥的人行通道。（看福清FQLOOK.CN）左侧采用螺旋梯，右侧为直跑梯。另外还安设4盏高杆灯供作立交桥照明之用。
立交桥由福州大学土建系设计。福建省第二公路工程公司承建，1994年2月动工，1995年10月竣工，总造价2700万元。目前立交桥附近和大北溪两岸已进行绿化，巍峨壮丽的立交桥为福清融城增添了一道风景线。
4.南门大桥
民国时期，宏路至海口间10多公里长的龙江上，只有一座古石梁桥——龙首桥。1949年，因解放战争需要，在南门抢建了一座木便桥。1952年，在木便桥边正式建成可通行汽车的南门大桥。由于当时技术水平的限制，桥跨还是木结构。这座木桥经过20年的使用。风吹El晒雨淋，木料损坏严重，桥面铺装松散，要经常维修。尤其是1965年2月，大桥中孔木梁被过往船只冲断，使桥梁荷载能力受到影响。同时也因桥面标高较低，山洪暴发时常被水淹，通行受阻。而南门大桥下游的龙首桥，又因是石梁结构，受通行汽车的震动，常造成石梁断裂。为了解决县城与龙高半岛的交通问题，福清县革命委员会于1970年5月决定新建南门大桥（又名福清大桥）。
这座南门大桥是3孔跨径30米的钢筋砼双曲拱结构，扩大基础，全长124米，桥面净宽7米，两侧各有人行道0.75米，荷载为汽一13.1970年6月7日动工，当年10月1日通车。南门大桥的建成，对繁荣福清城乡经济起到了较好的作用。
进入90年代，来往行人与车辆日益增多，仅有两个车道又是混合交通的南门大桥，已不能满足交通的需要，桥上经常堵车。1996年7月，福清市委市府决定修建南门大桥第二桥。
新建南门大桥设计荷载为汽一20、挂一100.上部结构采用中间3孔30米钢筋砼直杆式桁架拱桥，30米孔径与旧桥相等并相对，利于排洪；两端各加30米钢筋砼桁架拱的半孔，另预留半孔作为将来增大过水断面时扩孔的需要，因现有南门大桥孔径尚不能满足城市防洪的要求。桥梁全长139.1米，矢跨比为1/8.桥面净宽9米，左侧设人行道宽1.5米，并加栏杆，（看福清FQLOOK.CN）右侧设防冲撞护栏。上部桁架拱片共用4片，净距2.85米。拱片间每孔用甲、乙、丙、丁四种形式的横梁共9条连接成整体。桥面铺设微弯板结构，在微弯板上铺装钢筋砼，将桥面连成整体。桥梁基础采用钻孔灌注桩，每个桥墩（台）用6根直径1.2米的钢筋砼灌注桩支承。桥梁上部结构全部采用预制构件和现场吊装拼接施工。同时，对南门大桥旧桥面进行翻修，将人行道拆除，右侧改为悬臂式人行道宽1.5米，并设栏杆。左侧取消人行道改为防冲撞栏杆。经过翻修后，原桥面净宽增大至8米，并重新铺装钢筋砼。
新桥建在旧桥下游，新旧桥间净距3.5米，以保证新桥施工时不影响旧桥基础结构。现在新旧桥共有4个车行道，分开上下行，两侧各有1——2米非机动车道和1.5米人行道。桥两端接线人行道扩大至5米。接线两端与江滨路和真大线连接口均设Y形叉口，叉口中设三角岛导向，并对三角岛进行绿化。新旧两桥中间亦设点式绿化带，并布设照明电杆。
为了使江滨公园和茶亭文化广场以及五马山玉融公园间形成一个较大的水面，以衬托公园风景，市政府又同时决定在紧接新桥下游，由市水电局负责建成龙江闸门，以蓄水成湖。水闸在新桥中孔相应位置，设10米宽的闸门3孔，其余两孔设橡皮坝。
南门新大桥由福清市交通局设计，福建省交通规划设计院审核，福清市交通建筑工程公司施工，福清市交通局监理，福州市交通工程质量监督站监督。工程于1996年12月动工，1997年7月竣工，经福州市交通工程质量监督站核验，工程总评为优良。桥梁工程包括接线造价为727万元。
（二）桥梁新技术新工艺的应用
1.钻孔灌注柱
福清无大河流，因此长大桥也少。90年代以前，作为常用桥梁基础的钻孔灌注桩工艺已日臻完善，并在国内得到广泛应用，但福清却无采用，桥梁基础几乎都是扩大基础。碰到软基，亦多采用木桩加固。（看福清FQLOOK.CN）如古代建造的龙首桥用的是木桩潜伐基础。70年代建的南门大桥，部分桥台地基较软，用木桩加固。80年代建的倪松大桥也还是木桩基础。一直到1990年，融侨码头引桥有4个墩基础采用8根钻孔灌注桩，是福清第一次选用钻孔灌注桩作为码头引桥基础。1992年施工的海口元载大桥，全桥采用钻孔灌注桩基础，共施钻直径1.2米和1.5米灌注桩各12根，施钻直径1.8米灌注桩18根。这是福清第一次在桥梁上采用钻孔灌注桩基础类型。
由于就地钻孔灌注钢筋砼桩（俗称钻孔灌注桩）直径大（多在1米以上），承载力大，一般一个桥墩打两根桩就行，并能满足水平力的要求；地基地质情况可通过钻进速度与掏出来的石碴进行判断，给人以直观的感觉；桩尖可嵌入中风化岩层，旋工速度快，设备简单，成本低；施工工艺成熟，施工专业队也多。近年福清在软土地带建造桥梁增加，因此钻孔灌注桩基础类型在福清较快地推广使用。至1999年，有元载大桥、玉融大桥、南门大桥、海城路5座中小桥、元华路塘头溪中桥、新江路鸡角屿中桥等10座桥梁，加上融侨码头2座引桥，共12座桥采用钻孔灌注桩基础。
钻孔灌注桩在水下成孔，在水下浇注砼，浇注砼时往往会出现缩颈和断桩事故。因此在成桩以后要进行桩的连续性抽验。如遇到岩层软硬不均或岩层面倾斜度大等情况，往往会给施工带来极大困难。如元载大桥5号墩的两根桩岩层面高低相差8米。开始以为是孤石，经过地质勘探才证实是岩层面倾斜度大，因此将岩层高的一根桩改为嵌岩桩。在钻孔过程中，又因孔内岩质软硬不均，发生坍孔、卡锤、埋锤等事故，最后不得不扩大孔径，并将3吨重钻锤也埋在孔内浇注砼。融侨码头2号引桥101钻孔灌注桩施工时，（看福清FQLOOK.CN）由于岩层面倾斜度大，给钻孔带来不少困难，先是用直径100厘米钻锤钻至岩面，后因岩面倾斜不易钻进，改用直径60厘米小钻锤先冲至设计标高后，再用直径100厘米钻锤扩大。扩孔时又发生偏位，因此又用直径135厘米钻锤打掉岩层倾斜面，但在施打时又发生卡钻。正在万般无奈之时，电焊工在夜间进行钻头堆焊，又误将挂钻头的钢丝绳烧断，造成钻锤失衡移位，将电焊工打下平台，头撞上加固平台的型钢而坠入海中的伤亡事故。最后不得不变更设计。用扩孔办法来处理。
2.片筏板与换土垫层联合基础
换土垫层是将基础下的软弱土层部分或全部挖去。换填以承载力较高、渗水性较强的土壤，如砂、碎石、片石等，以提高持力层的强度，并把压力扩散，使传到软土层或软弱土层下的其他土层能够承受。片筏板就是钢筋砼大板基础，利用钢筋砼大板将传到基础的应力进行扩散，使基础板下的土壤层能够承受。片筏板与换土垫层联合基础，就是把传到基础的应力，通过片筏板进行一次扩散，使应力强度减小后传到换土垫层；经过换土垫层再一次扩散，应力强度又再一次降低后传到软弱土层或软弱土层下的土壤层。这种结构的优点：①基础应力经过两次扩散，两次降低后的压力强度就更低了，使软弱地基能够承受，也就是软弱土壤上的基础能承受更大的应力；②片筏板整体性强，能避免不均匀下沉；③换土垫层排水固结快，又可减少地基后期的下沉量；④施工简便，造价低。
在软土地基中进行小桥涵建造时，采用换土垫层基础比较普遍。但由于换土垫层扩散应力，降低应力强度比较有限。换土垫层厚度通常在2米左右，厚度再大又往往造成施工困难，不能满足承载力的要求，在设计时颇费周折。因而有时又有意地将桥涵孔径扩大，采用钻孔灌注桩基础来解决，这就增加了工程造价。在海城公路碰到这一问题时，采用片筏板与换土垫层联合基础，比较顺利地解决了在软土地基中设计小桥涵的承载力问题。公路通车以后，这类基础均未发现不良现象。以后在真大公路与新江公路都采用，（看福清FQLOOK.CN）效果也较好。如真大公路原设计有7座中小桥，小河沟并不大，对孔径也无特殊要求，但地基是软土，因而选择了跨径10——20米的预应力空心板或T梁桥，基础都采用钻孔灌注桩。桥基地质情况：表层为5——8米厚淤泥夹砂或淤泥质粘土，呈流塑至软塑状态，天然地基承载力达60——80kPa.根据这种情况，完全可用小跨径矩型板结构来代替预应力空心板或T型梁，基础用片筏板与换土垫层联合基础来代替钻孔灌注桩。因此决定将6座中小桥全部进行变更设计，跨径采用5——6米，竣工通车至今已5年，情况良好。
3.钢管砼
钢管砼实际是借助在管内填筑砼以增强钢管壁的稳定性；反过来又借助钢管对核心砼的套箍（约束）作用，使核心砼处于三向受压状态，从而提高核心砼的抗压强度和抗变形能力。因此，钢管砼是一种具有承载能力高、塑性和韧性好、节省材料、施工周期短、成本低等特点的新型组合结构材料。钢管砼在桥梁中应用还是近几年的事。福建省在桥梁中使用钢管砼，玉融大桥是第一例。
玉融大桥中孔为净跨76米、中承式钢管砼肋拱桥。钢管用厚14毫米的钢板卷成外径800毫米的圆管，然后用2个西800毫米的圆管，焊接成“8”字型，高1.9米的肋拱。拱轴轴线为二次抛物线，矢跨比1/4.肋拱钢管在江苏省连云港市工厂分6节预制，车运至现场用汽车吊安装，安装就位后进行焊接。拱肋钢管上预留一些窗口，作为浇注和捣固砼之用，砼浇注后将窗口焊接封闭。钢管内浇注的是C40砼。钢管内外侧表面均用喷砂除锈。钢管焊缝采用x光探查能否符合设计要求，因此对安全质量是有保证的。但钢管外侧面过2——3年就要进行一次油漆防护，以免钢管表面生锈削弱钢管断面。
4.预应力砼
一般钢筋砼因砼抗拉能力低，裂缝出现早，而钢筋的受拉能力又不能充分发挥。为了充分利用高强度材料，常在砼构件的受拉区预先施加压力，造成一种人为的应力状态。当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先要抵消砼的预压应力，然后随着荷载的增加，砼才受拉并出现裂缝，因而可以推迟裂缝的出现，减少裂缝的宽度，满足使用要求。（看福清FQLOOK.CN）这种在构件受荷载以前预先对砼受拉区施加压应力的结构，称为预应力砼结构。
预应力砼的实质是采用预先加压的手段，以间接提高砼的抗拉能力，从本质上改善砼容易开裂的特性。这是工程结构设计上意义很大的一项技术革命。
预加应力的方法主要有先张法（在浇灌砼前张拉钢筋）和后张法（砼结硬后在构件上张拉钢筋）两种。先张法要建立台座，在台座上张拉钢筋，然后浇灌砼，待砼到达设计强度的70%以上，放松钢筋，钢筋回缩而挤压砼，使砼获得预压力。所以预应力是靠钢筋与砼之间的粘结力来传递的。后张法是先浇灌砼构件，在构件中预留孑L道，待砼达到规定强度后，在孔道中穿钢筋，利用构件本身作为加力台座，张拉时，砼同时受到挤压。张拉完盾，在张拉端用锚具锚住钢筋，并在孔道内压浆。所以后张法是靠锚具来保持预应力的。后张法不需要台座，比较灵活，构件可在现场施工，但工序较繁，锚具不能重复使用，用钢量较大。而先张法工序少。工艺简单，质量较易保证，生产成本较低，台座虽然投资较大，但可重复使用，因此多在预制工厂使用。
预应力砼虽然是一种成熟的工艺，但福清桥梁使用预应力结构除了正在建设中的高速公路外，仅在元载大桥上使用。元载大桥的上部结构25米和35米T型梁。均为预应力砼。采用后张法施工。35米T型梁有9个孔道，每个孔道穿24根05毫米高强碳素钢丝，25米T型梁预留6个孔道，每个孔道亦穿24根05毫米高强碳素钢丝。每个孔道钢丝束施加600kN压力。用优质钢锥形锚（费氏锚）固定。构件采用040砼。
5.轻型钢筋砼桥梁
福清县在中华人民共和国成立前建的桥梁多为木桥、石桥，中华人民共和国成立后建的桥梁亦是以石桥为主。进入80年代以后，石料价昂，加工费高，因此桥梁结构逐步向轻型钢筋砼结构方向发展。由于钢筋砼桁架拱桥有结构整体性强，刚度大，自重小，用钢量省，造价低；并且对基础位移不敏感，较差地基也能适应，可以分块预制吊装，使用架料少，（看福清FQLOOK.CN）并有施工简便等特点。因此，1987年福州大学设计倪松大桥中跨采用跨径40米的斜杆式桁架拱桥后，福清县交通局便积极推广钢筋砼轻型结构桥型。至今已建设近30座。这些桥梁形式有桁架拱（斜杆式与直杆式）、钢架拱、斜腿钢架、连续梁（板）、空心板、少筋微弯板等上部结构，下部结构有柱墩、V型墩、Y型斜墩等。近年建设的有代表性的轻型钢筋砼桥梁如下表：
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