滬閔路高架道路鋼結(jié)構(gòu)箱梁和匝道施工技術(shù)1
發(fā)布時(shí)間：2012-07-25 共1頁(yè)
1 工程概況
滬閔路高架道路二期工程2.2標(biāo)連續(xù)鋼箱梁，主要包括65軸～101軸約953m的鋼箱梁主橋，以及長(zhǎng)約500m的鋼箱梁匝道。其中主橋鋼梁沿滬閔路方向設(shè)置，位于原滬閔立交橋上方，并跨過(guò)虹梅路立交橋，根據(jù)伸縮縫劃分共分為8個(gè)連續(xù)鋼箱梁區(qū)段；而匝道跨過(guò)虹梅路立交橋及原滬閔路橋，沿弧線形與虹梅路立交橋上下坡交接，主要分為K1～K4、K5～K8兩個(gè)連續(xù)鋼箱梁區(qū)段。
主橋K65～K101沿長(zhǎng)度方向?yàn)榇髨A弧布置(結(jié)構(gòu)中心線R45458475)，制作時(shí)按單孔跨度簡(jiǎn)化成近似圓弧的多條連續(xù)折線段，折線交點(diǎn)始終位于大圓弧上；主橋橫截面為月牙型的弧形底部鋼箱梁，結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)處梁高2.14m，橋?qū)?5～46m，單孔跨度大多為44m，每跨均有不同程度的弧線起拱；鋼箱梁采用全封閉箱形結(jié)構(gòu)，并且寬度方向從結(jié)構(gòu)中心線向兩邊設(shè)置1.5％的斜勢(shì)坡度。
匝道K1～K8鋼箱梁全長(zhǎng)394m，沿長(zhǎng)度方向由直線向異型曲線再向圓曲線過(guò)渡，截面形式也為對(duì)稱圓弧底部鋼箱梁，梁高1.84m，梁寬由8m～8.2m變截面過(guò)渡，并且寬度方向從外側(cè)向內(nèi)側(cè)沿長(zhǎng)度設(shè)置1.5％～-4％的斜勢(shì)扭變形過(guò)渡坡度。
施工難點(diǎn)：①主橋上跨虹梅路立交橋，總裝時(shí)必須保證虹梅路立交橋車輛行駛凈空4.5m，而實(shí)際凈空為5m左右；②有四組高壓電線橫跨主橋86～92軸，以建成后的鋼箱梁橋面計(jì)，施工可用安全凈空只有5m；③主橋近地鐵一號(hào)線一側(cè)，地下有人行、非機(jī)動(dòng)車通行地道，在主橋相對(duì)的另一側(cè)為多處地道進(jìn)出口和地下建筑，施工場(chǎng)地占用受到限制；④在施工時(shí)，要保證原有的地面和高空交通不受影響；⑤地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，若利用大噸位起重設(shè)備進(jìn)行吊裝，勢(shì)必需要進(jìn)行大量的地基加固；⑥匝道鋼箱梁位于新建的滬閔路高架之下，原有的滬閔路立交之上，旁邊有交通樞紐站，流動(dòng)人員頻繁，施工環(huán)境較為復(fù)雜；⑦主橋?yàn)榇罂缍却蠼孛嬖卵佬偷幕⌒蔚撞夸撓淞阂约霸训罏榕ぷ冃萎愋颓€變截面鋼箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也大大增加了現(xiàn)場(chǎng)施工難度。
因此，原始的將跨段在地面拼裝后再利用大噸位吊車直接吊裝的工藝在這里已不適用，必須研制一套新的總裝工藝流程，既可以保證鋼箱梁順利安全吊裝，又可避免現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及鋼箱梁結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn)給施工帶來(lái)的種種困難，技術(shù)革新在所難免，我們必須用全新的思維方式來(lái)考慮問(wèn)題，以達(dá)到保質(zhì)保量順利安全完工的目的。
2 主橋總裝技術(shù)
主橋的總裝采用“首聯(lián)拼裝、橋面組裝、滑移就位、液壓下降”的方案；“首聯(lián)拼裝、橋面組裝、滑移就位、液壓下降”是指將98軸～101軸共兩跨作為首聯(lián)鋼箱梁，進(jìn)行原位散吊拼裝，先吊橫梁，橫梁定位固定后再吊縱梁，并依次裝焊，如圖1所示；然后以首聯(lián)鋼箱梁作為組裝平臺(tái)，在其上進(jìn)行相鄰主橋分段的組裝；以單跨作為一個(gè)施工單元，將組裝好的鋼箱梁?jiǎn)卧谝呀?jīng)施工好的橋面上滑移至滑移桁架的移動(dòng)臺(tái)車上繼續(xù)縱移至安裝位置上方；再由液壓同步下降裝置將鋼箱梁同步下降至設(shè)計(jì)位置最后進(jìn)行總裝。
2.1 首聯(lián)拼裝
將主橋98軸～101軸(共兩跨)作為現(xiàn)場(chǎng)直接散吊部分，由于單跨尺寸較大以及受起重能力限制，分段重量必須控制在40t以內(nèi)，因此在每跨跨中位置增加兩根橫梁以減小縱梁的長(zhǎng)度控制重量，增加的兩根橫梁下面須增加臨時(shí)支柱，在吊完橫梁(5只)并固定后，再吊縱梁(20只)：
a. 電子全站儀
在土建數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，我們利用電子全站儀對(duì)混凝土柱進(jìn)行復(fù)測(cè)以確定柱頂定位十字中線，并且在吊裝臨時(shí)支柱時(shí)，利用電子全站儀對(duì)臨時(shí)支柱的平面尺寸和標(biāo)高進(jìn)行全方位跟蹤，以保證首聯(lián)鋼箱梁吊裝質(zhì)量。
b. 縱梁的無(wú)余量吊裝
如果縱梁都放切割余量的話，無(wú)疑給現(xiàn)場(chǎng)總裝工作帶來(lái)很大麻煩(高空劃線然后切割)，因此，縱梁采用無(wú)余量吊裝將會(huì)大大減少總裝時(shí)間，大大方便吊裝。首制段在增加兩根臨時(shí)橫梁后共為四跨，在廠內(nèi)制作時(shí)，我們要求兩兩在預(yù)拼裝的形式下進(jìn)行無(wú)余量制作，因此其中兩跨已經(jīng)為無(wú)余量；另外兩跨均加放了50mm的切割余量，但在現(xiàn)場(chǎng)吊裝時(shí)我們?cè)跈M梁吊裝結(jié)束并固定好后應(yīng)用電子全站儀測(cè)量?jī)蓹M梁之間的實(shí)際開檔，按照測(cè)量尺寸在縱梁運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)前就將余量劃線切割，到現(xiàn)場(chǎng)后縱梁均為無(wú)余量吊裝，采用這種方法既方便、又節(jié)省時(shí)間，大大提高了工作效率。
c.考慮到交通、安全等因素
必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的分析使分段的吊裝按照特定的順序、方位來(lái)進(jìn)行，并要經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算對(duì)已吊裝的橫梁分段進(jìn)行適當(dāng)加強(qiáng)。橫梁吊裝固定后，縱梁要嚴(yán)格按基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行定位，并用激光經(jīng)緯儀隨時(shí)檢測(cè)。
2.2 橋面組裝
以已吊裝好的首聯(lián)98軸～101軸鋼箱梁作為基礎(chǔ)平臺(tái)，以單跨作為一個(gè)施工單元進(jìn)行組裝，單跨重550t左右，分為4只橫梁分段和15只縱梁分段。
a.組裝胎架的設(shè)計(jì)
由于首聯(lián)鋼箱梁高差為1540mm，在組裝平臺(tái)上形成了一個(gè)明顯的縱坡。分析組裝滑移跨，這種單跨兩軸端的高差明顯變得越來(lái)越小，到最后一跨K88時(shí)只有300mm，如果按設(shè)計(jì)要求在單跨組裝時(shí)必須按鋼箱梁的實(shí)際空間位置狀態(tài)的話，那組裝胎架會(huì)因?yàn)閱慰缏洳畹脑絹?lái)越小而變的越來(lái)越高，到最后一跨中心線最高處要達(dá)到2.2m，而兩邊則要達(dá)到3.5m，這樣的胎架在高空平臺(tái)上進(jìn)行無(wú)疑是極其危險(xiǎn)和不經(jīng)濟(jì)的。因此，我們采用變換基準(zhǔn)面的辦法，將平行于平臺(tái)的一個(gè)面作為胎架基準(zhǔn)面，通過(guò)計(jì)算控制每道胎架尺寸達(dá)到組裝跨基本與平臺(tái)平行，這樣大大降低胎架的制作高度，既經(jīng)濟(jì)又安全。
b.單跨滑移基準(zhǔn)線的設(shè)定
單跨整體滑移后需要實(shí)現(xiàn)與前一跨的空中對(duì)接，高低方向可以通過(guò)液壓設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，但平面方向則無(wú)法調(diào)節(jié)，因此，在組裝時(shí)控制單跨鋼箱梁的狀態(tài)與滑移后平面位置是否一致便成為關(guān)鍵。通過(guò)分析，雖然主橋輪廓為弧線，但貫穿各柱的兩根21m線是通長(zhǎng)的直線，因此，我們?cè)谄脚_(tái)上劃胎架平面位置線的時(shí)候，以兩根21m線為基準(zhǔn)，通過(guò)計(jì)算尺寸求出單跨中心線、軸線、大接頭線等等，在此基礎(chǔ)上布置胎架模板，這樣組裝好的單跨平面位置與滑移后的位置是完全一致的。
2.3 滑移就位
待單跨滑移段組裝好之后，利用一套滑移裝置在組裝平臺(tái)以及滑移桁架上進(jìn)行滑移。
滬閔路高架道路二期工程2.2標(biāo)連續(xù)鋼箱梁，主要包括65軸～101軸約953m的鋼箱梁主橋，以及長(zhǎng)約500m的鋼箱梁匝道。其中主橋鋼梁沿滬閔路方向設(shè)置，位于原滬閔立交橋上方，并跨過(guò)虹梅路立交橋，根據(jù)伸縮縫劃分共分為8個(gè)連續(xù)鋼箱梁區(qū)段；而匝道跨過(guò)虹梅路立交橋及原滬閔路橋，沿弧線形與虹梅路立交橋上下坡交接，主要分為K1～K4、K5～K8兩個(gè)連續(xù)鋼箱梁區(qū)段。
主橋K65～K101沿長(zhǎng)度方向?yàn)榇髨A弧布置(結(jié)構(gòu)中心線R45458475)，制作時(shí)按單孔跨度簡(jiǎn)化成近似圓弧的多條連續(xù)折線段，折線交點(diǎn)始終位于大圓弧上；主橋橫截面為月牙型的弧形底部鋼箱梁，結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)處梁高2.14m，橋?qū)?5～46m，單孔跨度大多為44m，每跨均有不同程度的弧線起拱；鋼箱梁采用全封閉箱形結(jié)構(gòu)，并且寬度方向從結(jié)構(gòu)中心線向兩邊設(shè)置1.5％的斜勢(shì)坡度。
匝道K1～K8鋼箱梁全長(zhǎng)394m，沿長(zhǎng)度方向由直線向異型曲線再向圓曲線過(guò)渡，截面形式也為對(duì)稱圓弧底部鋼箱梁，梁高1.84m，梁寬由8m～8.2m變截面過(guò)渡，并且寬度方向從外側(cè)向內(nèi)側(cè)沿長(zhǎng)度設(shè)置1.5％～-4％的斜勢(shì)扭變形過(guò)渡坡度。
施工難點(diǎn)：①主橋上跨虹梅路立交橋，總裝時(shí)必須保證虹梅路立交橋車輛行駛凈空4.5m，而實(shí)際凈空為5m左右；②有四組高壓電線橫跨主橋86～92軸，以建成后的鋼箱梁橋面計(jì)，施工可用安全凈空只有5m；③主橋近地鐵一號(hào)線一側(cè)，地下有人行、非機(jī)動(dòng)車通行地道，在主橋相對(duì)的另一側(cè)為多處地道進(jìn)出口和地下建筑，施工場(chǎng)地占用受到限制；④在施工時(shí)，要保證原有的地面和高空交通不受影響；⑤地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，若利用大噸位起重設(shè)備進(jìn)行吊裝，勢(shì)必需要進(jìn)行大量的地基加固；⑥匝道鋼箱梁位于新建的滬閔路高架之下，原有的滬閔路立交之上，旁邊有交通樞紐站，流動(dòng)人員頻繁，施工環(huán)境較為復(fù)雜；⑦主橋?yàn)榇罂缍却蠼孛嬖卵佬偷幕⌒蔚撞夸撓淞阂约霸训罏榕ぷ冃萎愋颓€變截面鋼箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也大大增加了現(xiàn)場(chǎng)施工難度。
因此，原始的將跨段在地面拼裝后再利用大噸位吊車直接吊裝的工藝在這里已不適用，必須研制一套新的總裝工藝流程，既可以保證鋼箱梁順利安全吊裝，又可避免現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及鋼箱梁結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn)給施工帶來(lái)的種種困難，技術(shù)革新在所難免，我們必須用全新的思維方式來(lái)考慮問(wèn)題，以達(dá)到保質(zhì)保量順利安全完工的目的。
2 主橋總裝技術(shù)
主橋的總裝采用“首聯(lián)拼裝、橋面組裝、滑移就位、液壓下降”的方案；“首聯(lián)拼裝、橋面組裝、滑移就位、液壓下降”是指將98軸～101軸共兩跨作為首聯(lián)鋼箱梁，進(jìn)行原位散吊拼裝，先吊橫梁，橫梁定位固定后再吊縱梁，并依次裝焊，如圖1所示；然后以首聯(lián)鋼箱梁作為組裝平臺(tái)，在其上進(jìn)行相鄰主橋分段的組裝；以單跨作為一個(gè)施工單元，將組裝好的鋼箱梁?jiǎn)卧谝呀?jīng)施工好的橋面上滑移至滑移桁架的移動(dòng)臺(tái)車上繼續(xù)縱移至安裝位置上方；再由液壓同步下降裝置將鋼箱梁同步下降至設(shè)計(jì)位置最后進(jìn)行總裝。
2.1 首聯(lián)拼裝
將主橋98軸～101軸(共兩跨)作為現(xiàn)場(chǎng)直接散吊部分，由于單跨尺寸較大以及受起重能力限制，分段重量必須控制在40t以內(nèi)，因此在每跨跨中位置增加兩根橫梁以減小縱梁的長(zhǎng)度控制重量，增加的兩根橫梁下面須增加臨時(shí)支柱，在吊完橫梁(5只)并固定后，再吊縱梁(20只)：
a. 電子全站儀
在土建數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，我們利用電子全站儀對(duì)混凝土柱進(jìn)行復(fù)測(cè)以確定柱頂定位十字中線，并且在吊裝臨時(shí)支柱時(shí)，利用電子全站儀對(duì)臨時(shí)支柱的平面尺寸和標(biāo)高進(jìn)行全方位跟蹤，以保證首聯(lián)鋼箱梁吊裝質(zhì)量。
b. 縱梁的無(wú)余量吊裝
如果縱梁都放切割余量的話，無(wú)疑給現(xiàn)場(chǎng)總裝工作帶來(lái)很大麻煩(高空劃線然后切割)，因此，縱梁采用無(wú)余量吊裝將會(huì)大大減少總裝時(shí)間，大大方便吊裝。首制段在增加兩根臨時(shí)橫梁后共為四跨，在廠內(nèi)制作時(shí)，我們要求兩兩在預(yù)拼裝的形式下進(jìn)行無(wú)余量制作，因此其中兩跨已經(jīng)為無(wú)余量；另外兩跨均加放了50mm的切割余量，但在現(xiàn)場(chǎng)吊裝時(shí)我們?cè)跈M梁吊裝結(jié)束并固定好后應(yīng)用電子全站儀測(cè)量?jī)蓹M梁之間的實(shí)際開檔，按照測(cè)量尺寸在縱梁運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)前就將余量劃線切割，到現(xiàn)場(chǎng)后縱梁均為無(wú)余量吊裝，采用這種方法既方便、又節(jié)省時(shí)間，大大提高了工作效率。
c.考慮到交通、安全等因素
必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的分析使分段的吊裝按照特定的順序、方位來(lái)進(jìn)行，并要經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算對(duì)已吊裝的橫梁分段進(jìn)行適當(dāng)加強(qiáng)。橫梁吊裝固定后，縱梁要嚴(yán)格按基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行定位，并用激光經(jīng)緯儀隨時(shí)檢測(cè)。
2.2 橋面組裝
以已吊裝好的首聯(lián)98軸～101軸鋼箱梁作為基礎(chǔ)平臺(tái)，以單跨作為一個(gè)施工單元進(jìn)行組裝，單跨重550t左右，分為4只橫梁分段和15只縱梁分段。
a.組裝胎架的設(shè)計(jì)
由于首聯(lián)鋼箱梁高差為1540mm，在組裝平臺(tái)上形成了一個(gè)明顯的縱坡。分析組裝滑移跨，這種單跨兩軸端的高差明顯變得越來(lái)越小，到最后一跨K88時(shí)只有300mm，如果按設(shè)計(jì)要求在單跨組裝時(shí)必須按鋼箱梁的實(shí)際空間位置狀態(tài)的話，那組裝胎架會(huì)因?yàn)閱慰缏洳畹脑絹?lái)越小而變的越來(lái)越高，到最后一跨中心線最高處要達(dá)到2.2m，而兩邊則要達(dá)到3.5m，這樣的胎架在高空平臺(tái)上進(jìn)行無(wú)疑是極其危險(xiǎn)和不經(jīng)濟(jì)的。因此，我們采用變換基準(zhǔn)面的辦法，將平行于平臺(tái)的一個(gè)面作為胎架基準(zhǔn)面，通過(guò)計(jì)算控制每道胎架尺寸達(dá)到組裝跨基本與平臺(tái)平行，這樣大大降低胎架的制作高度，既經(jīng)濟(jì)又安全。
b.單跨滑移基準(zhǔn)線的設(shè)定
單跨整體滑移后需要實(shí)現(xiàn)與前一跨的空中對(duì)接，高低方向可以通過(guò)液壓設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，但平面方向則無(wú)法調(diào)節(jié)，因此，在組裝時(shí)控制單跨鋼箱梁的狀態(tài)與滑移后平面位置是否一致便成為關(guān)鍵。通過(guò)分析，雖然主橋輪廓為弧線，但貫穿各柱的兩根21m線是通長(zhǎng)的直線，因此，我們?cè)谄脚_(tái)上劃胎架平面位置線的時(shí)候，以兩根21m線為基準(zhǔn)，通過(guò)計(jì)算尺寸求出單跨中心線、軸線、大接頭線等等，在此基礎(chǔ)上布置胎架模板，這樣組裝好的單跨平面位置與滑移后的位置是完全一致的。
2.3 滑移就位
待單跨滑移段組裝好之后，利用一套滑移裝置在組裝平臺(tái)以及滑移桁架上進(jìn)行滑移。
