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[关键词]碗扣式支架;连续箱梁
中图分类号:U448.28 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)47-0071-02
在有关城市立交桥的现浇连续箱梁施工以及对城市所在的高架桥梁施工工程中,由于受到了复杂的地理条件和坡度不稳定以及预留通道的影响,整个高架桥的设计和施工存在很大的阻碍和困难。本文研究的重点就是如何保证碗扣式支架法现浇箱梁施工技术在城市高架桥建设中的应用,以常熟市三环路快速化改造工程S1标主线高架跨线桥第三联为案例,深入展开对高架桥施工技术的研究和讨论,也对碗扣式支架法现浇箱梁施工技术进行深入的研究和分析。
1.工程概况
常熟市三环路快速化改造工程S1标主线高架桥第三联上部结构采用变截面预应力钢筋砼现浇箱梁,跨线桥全长125m,共3 跨,整联跨径组合为(35m +55 m +35 m),全幅桥宽25.50 m,截面采用单箱三室,边腹板采用斜度为1:1的斜腹板,中腹板为竖直腹板,箱梁顶宽25.5 m,底宽13.010~15.754 m,两侧悬臂长度3.5 m。中支点处箱梁中心高度3.4 m,跨中箱梁中心梁高2.0 m,梁高以2次抛物线变化,梁高抛物线方程为。
2.支架压重情况分析
首先,该桥梁的设计所采用的支架搭设在老路面结构层上,其中承台、泥浆池、绿化带等区域亚粘土的基础上,而且为了确保其能够承受巨大的承载力,设计的沉降值是比较小的。其次,在支架的底部承台、泥浆池、绿化带等区域地基采用分层5%石灰土、10cm碎石垫层、20cm C15砼硬化以保证支架根基稳定。结合以往的设计经验把支架的基座的沉降的数值保持为3mm合适。另外,非挠度值表现主要在底模顶托及横向仿木上,由于仿木和顶托接触面积受力不均匀,因此可以经过简单的公式计算得出其弹性变形值比较小,一般取值3mm为准。
3.碗扣式支架布置形式与验算
3.1 支架基础处理
对于支架基础具体处理方法:先将支架搭设范围内的泥浆池、绿化带、承台部分等区域清理干净后,分层填筑5%石灰土层厚20cm且压实度高于90%;然后铺设厚10cm级配碎石,并浇筑厚15cm C20素砼,顶面与老路接平。
3.2 预应力砼现浇箱梁支架布置形式
本工程预应力砼现浇箱梁支架采用满堂式支架, 支架布置形式如下图所示。
3.3 支架验算
3.3.1 支架荷载计算
梁体预应力钢筋砼自重取26 KN/m3,模板自重取0.3 KN/m2,支架自重24 KN,横梁自重取0.2 KN/m2,纵梁自重取0.15 KN/m2,施工人员及机具重量2.5 KN/m2,砼灌注振捣取2.0KN/m2,经过组合计算得均布荷载为41.69 KN/m。按三跨连续梁计算得立杆的最大轴力为26.48 KN。
3.3.2 立杆自由计算长度
LO=步距+ 2a=120 cm(a为模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度,取30 cm)。
3.3.3 杆件(钢管)截面特性
外直径50mm,壁厚3.5mm,截面积A=5.11 cm2,惯性矩I=13.90 cm4, 回转半径r=1.65cm。
3.3.4 立杆稳定性计算
长细比λ= LO/r=72.73,查表知折减系数=0.773,N/(A) =65.11 MPa< f =175 MPa。
结论:立杆稳定性满足结构要求。
3.3.5 10cm×15cm方木挠度计算(支架顶托上使用的横梁)
取一根木方(跨径0.6m)为计算单元,按最不利情况进行计算。
木方的截面抗弯惯性矩I和截面抗弯模量W分别为:
I=100×1503/12 =28.13×106 mm4;
W=100×1502/6 =3.75×105 mm3;
方木按照均布荷载作用下支撑在钢管上的三跨连续梁计算,横桥向支架间距为30 cm,取L=30 cm。
⑴荷载计算
a)静荷载(包括钢筋混凝土梁、模板面板和内楞的自重):
q1 = 26×0.6×(0.7×3.4+0.2×(0.67+0.46))/0.9+(0.3+0.2+0.15)×0.6 =45.56 KN/m;
b)施工荷载(4.5 KN/m2):
q2 =4.5×0.6=2.7 KN/m;
⑵强度计算
取荷载最不利作用下最大弯矩值进行验算:
其中:1.2×45.56+1.4×2.7= 58.45 KN/m;
最大弯矩M=0.1×58.45×0.32 =0.53 KN・m;
方木最大应力计算值σ=M/W=530000/375000 =1.41 Mp
⑶剪应力验算
其中剪力Q=0.6ql=0.6×58.45×200=7014N,A=15000 mm2
3×7014/(2×15000)=0.7 Mp
⑷变形验算(挠度验算)
挠度计算公式为
其中q = 45.56+2.7=48.26 KN/m
方木最大挠度计算值 w = 0.677×48.26×3004/(100×10000×28130000)=0.01 mm< [w]=300/400=0.75 mm。
结论:10 cm ×15 cm 木方在最不利情况组合荷载作用下满足结构要求。
4.支架预压施工方案
箱梁砼浇注前对支架进行预压(一般梁跨荷载标准安全系数是1.2),必须完全消除支架的非弹性变形,测出支架的弹性变形。支架的预压时间应大于7天,且连续3天内支架累计沉降量小于2 mm可视为稳定。
5.碗扣式支架施工方案
5.1 测量放样
平面测量:首先要在施工硬化路面上,按设计图纸平面位置将第三联箱梁边缘投影线和中线准确放样。其次,根据该联箱梁设计图横断分布和支架纵断高度来搭设现浇箱梁支架,采用立杆顶设置短钢管配合顶托进行支架顶标高调节。在支架搭设且加载完成当天间隔12小时沉降一次观测,以后为24小时一次,直至沉降量小于2 mm,则可以进行地基和支架变形度观测工作。
5.2 支架尺寸
支架立杆腹板处、端横梁处纵横向步距为0.6 m,跨中箱室处和翼缘板处立杆横向步距为0.9 m、纵向步距0.6 m,中横梁立杆横向步距为0.6 m、纵向步距0.3 m。支架四周及中间纵、横向由底至顶连续设置竖向剪刀撑,其间距应小于或等于4.5 m;同时保证纵、横竖直剪刀撑与地面夹角应在450~600之间;现场可根据实际情况调整剪刀撑的布置,但必须确保剪刀撑与地面的夹角在450~600的范围内,剪刀撑的斜杆应每步与立杆扣接。
5.3 搭设顺序及搭设方法
碗扣支架搭设施工顺序为:计算立杆组拼高度安放KTZ-60底座调整底脚螺栓在同一水平面拼立杆及横杆,锁紧碗扣安装U型KTC-60托撑调整托撑螺栓形成横、纵坡粗调标高铺设方木支架试压精调标高,并适时安装剪刀撑和扫地杆。
碗扣支架立杆底脚支撑先用60 cm可调KTZ―60底座,支架立杆顶选用60 cm高度可调U型KTC―60托撑以满足桥跨纵横坡的变化。
根据碗扣支架搭设进度,箱梁支架架构渐趋牢靠,剪刀撑设置工作必须同步进行。一旦剪刀撑等部件安置完毕,要立刻进行安全网设置工作。
6.结论
在城市高架桥实际施工中,由于地理环境以及各种因素影响,对于施工技术有着苛刻要求。本文通过常熟市三环路快速化改造工程S1标主线高架桥第三联箱梁的建造,对于高架桥变截面预应力砼现浇箱梁采用碗扣式支架法施工技术进行研究,并对该技术中施工方案和部分数据计算进行具体详细探究,希望本文能为高架桥变截面预应力砼现浇箱梁建设中相关工作人员提供科学依据和理论参考,推动我国高架桥建设进程。
参考文献
摘要:针对广州地铁五号线西村站暗挖隧道的设计和施工方案,运用有限差分方法,论证了地铁车站暗挖隧道施工过程中,其附近的既有桩基的受力特性及位移变化规律,提出了相应的施工关键工序和有效、合理的预加固措施。研究结果表明:桩侧呈负摩阻力状态,对桩基的受力非常不利;高架桥桩基最大轴力递增了 30%,最大弯矩递增了 2 倍多,安全系数降低了 40%,相应地高架桥桩基承载能力降低了 40%,需注意关键工序施工;高架桥桩基属于端承桩,在隧道施工过程中,桩端承载力不足,需采用相应的加固措施;人行桥桩基内力变化不大,但位移较大,在隧道施工过程中,应密切注视上部结构的变化;人行桥桩基属于摩擦桩,但桩周土体剪应力标准值小于计算剪应力,也需要采用加固措施。
关键词:隧道工程;地铁车站;暗挖隧道;既有桩基
1 引 言
接近既有结构物进行城市地下铁道施工的实例越来越多,因此,接近施工技术已成为隧道施工技术的一个重要构成部分。接近施工与一般施工不同,必须在设计、施工各阶段中考虑到对既有结构物的影响。在接近施工中,究竟采用什么样的措施,与既有结构物和新设结构物的位置关系、影响程度、既有结构物的种类和重要程度等有密切关系,在设计、施工中必须慎重地加以研究[1,2]。针对以上情况,对广州地铁五号线西村站暗挖车站隧道接近施工进行了数值模拟分析,以解决设计和施工中存在的问题。
广州地铁五号线西村站暗挖隧道距离内环路高架桥桩基较近,其顶上有人行天桥桩基,距离明挖基坑也很近,且地下水发育,水位距桩顶 2 m 左右,设计方案拟采用明挖基坑施工完成后再开挖隧道。研究断面情况如图 1 所示。计算的目的是为了弄清隧道施工期间,其开挖及支护对既有桩基的影响,从而确定设计方案及措施。
【关键词】高架桥;跨线施工;现浇支架;施工技术
1.城市高架桥跨线施工中对现浇支架的设计需求
支架具有满堂式支架和梁柱式支架两种类型。其中,满堂式支架所指的是在桥跨下按照荷载分布情况所满布立杆而形成的浇筑平台;梁柱式支架所指的是在桥梁两端或中问设置立柱,与立柱上方设置简支或连续梁而形成的浇筑平台。浇筑支架虽然是桥梁施工中的临时性结构,但是在施工中所承担的作用所非常重要,并能够承担桥梁梁部、模板、施工装备及人员的重大荷载。从城市高脚桥跨线施工的整体施工方案分析,其在现浇支架的设计上,需要满足以下六个方面的要求:
1.1浇筑支架的结构应力和使用性能需要具备足够的刚度和强度,各构件之间不仅要紧密结合,还需要具备足够的连接杆系,以促进浇筑支架能够在跨线施工中具有足够的稳定性。
1.2跨线施工中针对需要经过的河道,在浇筑支架的应用上需要对洪水和水中漂流物对支架安全性所产生的影响充分的考虑,对于跨交通道路的浇筑支架需要采取切实可行的防撞措施。
1.3根据城市高脚桥跨线施工的设计需求,需要对支架落梁的结构和设备进行设置,落架时需要均匀而对称,以避兔主梁局部受力超出施工需求。
1.4浇筑支架的地基基础需要根据地基承载力、沉降要求、荷载等进行设计和计算,梁柱式支架需根据荷载和孔跨布置选择沉入桩基础,满堂式支架需做好地基和防水、排水、截水方面的处理。同时,浇筑支架的预压需要按照施工最大荷载的1.1倍进行。
1.5由于浇筑支架在受载后会出现变形和挠度,因此,浇筑支架与施工前的拼装需要进行计算,将支架的变形范围控制在容许值之内,并设置合理的预拱度,促使支架结构的外形尺寸和高程更加符合设计的要求。浇筑支架的预拱度计算中,梁自重产生的挠度、支架的沉降量、支架受载后所产生的弹性变形和非弹性变形等均包含其中。
1.6浇筑支架的制作和构造需要简单,并多采用常备式的构件,便于装与卸上便捷,同时增加周转的次数,以提高浇筑支架应用中的经济性。
2、城市高架桥跨线施工中现浇支架技术问题分析
2.1支架的搭设与预压技术
城市高架桥跨线施工中,受梁体自重过大的影响,在搭设前需要需要地基的处理和排水工作,并将地面的杂物清除、填平,然后采用l5cm混凝土进行硬化处理。施工中,与支架上搭设U型托座,并沿着托座的方向铺设一层(10×15)cm的实木,间距与支架的问距相同,然后与拖座的横向铺设一层(10×15)cm的实木,间距为20cm,最后在实木上铺设底模。U型托座中,以上托座和下底座对支架的搭设标高进行调节,以纵横向设置的钢管剪刀作为支撑,能够有效的保证城市高架桥跨线施工中支架的整体稳定性。在模板的制作和安装上,箱梁底模采用定型新制的钢模,与实木上铺设,侧模采用定型新制的钢模,内膜采用组合钢板模,以支架加固的方法来支撑。各种模板在应用中需要注意保持模板的刚度和强度。
2.2桥梁支座与波纹管的安装与钢筋绑扎技术
浇筑支架在桥梁底座中的安装需要按照设计图纸的平面位置严格进行。安装的过程中,先采用板车将钢筋运到施工现场,然后进行集中性的加工和制作,并采用起重机车吊放入模,绑扎与焊接严格的按照设计图纸进行。安装中,底板和腹板首先进行,内膜支撑加固完成后再对顶板和翼缘板的钢筋进行安装。在波纹管的安装上,为了更好的保证预应力孔道在混凝土浇筑等过程中设计位置的正确性,预应力孔道定位筋的设置需要按照设计图纸和相关的施工规范严格执行。安装中,注意保持波纹管刚度的足够具备,安装的位置需要正确,管壁的密实性要好,各管节之间的连接要平滑,在与主钢筋之问的连接上采取电焊的方式。波纹管安装的过程中,若钢筋和预应力管道之间有干扰情况的发生,需要对普通钢筋进行适当的移动,以确保钢塑管位置的准确性。
2.3混凝土浇筑技术
城市高架桥跨线施工中现浇支架混凝土的浇筑,采用商品泵送入模,两端两联先浇筑,中间中联后浇筑,每联的浇筑从两边向中间分层进行,分层的厚度需要保持在30cm以内。最后,将混凝土加入其中捣固密实,其中梁体混凝土的浇筑成型,需要按照底板、腹板、顶板、翼缘板的顺序一次完成。混凝土浇筑的过程中,为了更好的保证预应力筋穿束工作的顺利进行,对于波纹管的具置捣鼓人员需要清楚,在捣鼓的实施中不能将波纹管捣鼓变形,梁底和腹板采用养护剂进行养护,采用湿麻袋对顶板进行覆盖,并保持连续性的湿润。
2.4预应力钢束张拉技术
现浇支架在配套产品的选择上需要按照不同类型顶应力筋的伸长值和最大张拉控制力进行同时,配套产品在进入到场地后,需要对产品的外观尺寸、静载锚固型和硬度等规范要求分批次进行检查。张拉机具在使用前,需委托具有资质的计量企业对油泵、油压表等进行配套校验,同时计算出油表和张拉力的回归方程式,以备使用,张拉作业每联进行一次,需在混凝土的强度达到100%或一年以后才能进行张拉。为了保证预应力张拉的顺利进行,张拉之前需要对锚具的安装情况仔细检查,在检查无误后按照设计的预应力和张拉顺序实施拉张作业。施工现场中的技术人员需要在整个拉张过程中做好详细的记录,由现场的监理人员当场进行确认。在混凝土的弹性模量和强度完成达到设计的要求后,为了便于对称受力,先采用YDC-240型的千斤顶实施逐根初拉张,再采用YCW-400型的千斤顶在两段两侧进行对称拉张。预应力钢束拉张中,实际的伸长值和理论上的伸长值,在误差的范围上需要控制在6%以内。
3、结语
综上所述,城市高脚桥跨线施工中,和其他技术相比较,现浇支架施工技术不仅操作简单与便捷,组织施工中还对支架的安全性和稳定性,以及每一个支架的刚度与强度受力情况进行了详细的计算,最大程度的满足了高脚桥跨线施工中的安全运营问题,保证着施工的质量。这不仅为我国城市高脚桥跨线施工工程的实施提供了重要的技术支撑,还促进着我国现浇支架施工技术水平的提升,具有重要的社会价值。
参考文献:
[l]刘光唯.城市高架桥跨线施工现浇支架施工技术[J].科技资讯2012,(07):275.
[2]郭锋,钟建斌.城市高架桥跨线施工现浇支架施工技术[J]科学与财富2013(03):105.
[3]李庆新,陈德少.支点支架在跨线桥整体现浇施工中的关键技术[J]城市道桥与防洪2014,(06)157-158.
关键词:轨道交通;高架桥;30m槽形梁;结构设计及计算
中图分类号:U213.2+1 文献标识码:A
1概述
近年来我国城市轨道交通发展迅猛,轨道高架桥的建设需求有了较高的增长。高架桥结构除满足功能要求外,同时也是城市的重要建筑,是城市环境的组成部分。选择外形美观、结构经济、施工方便、环境和谐的桥梁结构是经济建设的需要,也是设计、施工技术发展的需要。
槽形梁具有效建筑高度低、降噪效果好、断面空间利用率高、易于实现桥梁与站后设备的系统集成、能阻止车辆出轨及倾覆下落等优点,是轨道交通高架桥梁常用的方案。
国外最早的预应力混凝土槽形梁是英国1952年建造的罗什尔汉桥,此后,日本、西德、澳大利亚相继在铁路桥梁中应用。在轨道交通工程中法国的里尔建造了双线跨度为50m的预应力槽形梁;法国13号线在塞纳河上建造了跨度为85m,腹板为矩形,双层底板的预应力槽形梁;智利的圣地亚哥地铁3号线采用双U形式槽形梁,已运行多年,情况良好。在日本已把槽形梁的设计计算方法纳入了日本国有铁路建筑物设计标准中,日本和前苏联还做了槽形梁的标准设计。
1999年起广州地铁、上海地铁开始对槽形梁进行了较为深入的研究。上海地铁6号线中采用了34孔槽形梁,实桥测试结果表明桥梁的各项指标均满足规范要求,也积累了一定的设计经验和工程实践。在结构高度受控制的区段是有竞争力的梁型之一。
近年来槽形梁在国内轨道交通开始大面积使用,如上海地铁6、11、16号线、南京地铁二号线、深圳地铁5号线、重庆轨道交通一号线沙大段等线路。
2轨道梁设计
重庆轨道交通五号线一期工程线路长39.66km,高架区间长7.40km,占线路长度的18.66%。高架行走于华福路路中或路侧,桥梁高度一般为9~15m左右,华福路全宽44m左右,双向六车道,中央分隔带宽3~7m(6m以上占多数),为主城通往江津、西彭的城市主干道,交通繁忙,大型货车较多。该段华福路均为路基段,除设有部分涵洞外无桥梁构筑物。本线高架车站均为岛式站,车站内线间距为15.2m,车站两端喇叭口段长约180m,区间内道岔区较多。
考虑到槽形梁对高架岛式车站的适应性很强,车站进出站线间距变化段仅需拉大两片梁的线间距,全段除622m的道岔区外其余5514m均可采用该梁型及工法,预制场利用率高,且整体景观、经济性均可取得较好的效益。另外,华福路两侧大多为居住用地,采用槽形梁不但降噪效果好且美观性相对较好。
综上,选用30m跨单线槽形梁做为上部结构的主要形式。
1)设计荷载
(1)恒载考虑自重及二期恒载按40 kN/m计。
(2)列车活载:
①列车竖向静活载本线车辆选型为A型,设计时速100km/h,轴重均采用160kN,初期、近期、远期采用6辆编组。近年来,随着客流的增长,列车荷载要求越来越高,A型车越来越普遍,且轴重也越来越高。
②列车竖向活载包括列车动力作用时,为列车竖向静活载乘以动力系数(1+μ)。μ宜按现行《铁路桥涵设计基本规范》规定的值乘以0.8。
③位于曲线上的高架结构应考虑列车产生的离心力,其大小等于列车静活载乘以离心力率C。C值按下式计算:
式中:V-本线设计最高列车速度(km/h);
R-曲线半径(m)。
离心力作用于轨顶以上车辆重心处。
④列车横向摇摆力宜按相邻两节车四个轴轴重的15%计,以集中力形式,作用于轨顶面处。
⑤列车制动力或牵引力应根据采用车辆的牵引和制动性能取列车竖向静活载的15%计算,当与离心力同时计算时,可按竖向静活载10%计算。
(3)温度荷载:整体升降温 ±20.0 ℃,梯度温度未考虑。
(4)混凝土收缩徐变及风荷载均参照规范执行。
(5)荷载组合
①组合一:恒载
②组合二:主力组合
③组合三:主加附组合
2)结构设计
30m预制简支槽形梁采用C55混凝土,梁场预制梁体利用运梁车运送到桥位架设,梁体最大运架重量190t。预制梁梁宽5.15m,梁高1.8m,底板厚0.26m,支座处加厚至0.4m。
纵向预应力设计分腹板束、底板束,采用10-∅s15.2高强度低松弛预应力钢铰线,钢束张拉考虑施工阶段需求按初张拉和终张拉两个阶段进行。
梁体在桥面板预留吊装孔,架设到桥位后,采用无收缩混凝土将吊装孔封堵,并进行局部防水及保护层的施工。梁上每端设4个吊点(全梁共8个吊点)。吊装过程中应采用整体提升装置,保证各吊点的受力均衡。
图1 30m槽形梁跨中断面图
3)结构计算
槽形梁为开口截面,抗扭刚度相对较小,受力复杂故计算除采用常规杆系模型计算外,还采用空间实体有限元软件进行计算,重点考察腹板与底板交界处的受力情况。梁体纵向正应力与横向正应力计算结果见图2、图3所示。
图2 30m槽形梁顺桥向正应力图
图3 30m槽形梁横桥向正应力图
3桥墩设计
本线采用A型车,槽形梁尺寸及线间距相比其它一般线路都有一定程度加大,墩顶盖梁横向宽度达到了10m。考虑到本段高架行走于华福路路中或路侧,道路中央分隔带宽3~7m(6m以上占多数),故采用横向稍宽的矩型板桥墩能更好的满足结构受力要求,且景观效果更好,如图4所示。
图4 30m槽形梁桥墩效果图
4施工方案研究
因单线槽形梁一般重达150吨或更重,故对地面交通运输、吊机要求甚高,而且架设时往往需要封闭地面交通,加固道路结构工程,现国内部分线路已开始研究适应性更强的节段预制拼装的设计、施工方法。但由于槽形梁为开口截面,抗扭性能较差,节段预制拼装精度要求高,拼装施工时间较长,投资较整孔预制吊装高20%左右,因此槽形梁节段预制拼装较少采用。
本线预制场设计根据“永临结合”资源共享的原则布置在车辆厂内,大幅减少临时用地,节约投资,预制场平面布置见图5所示。
图5 预制场平面布置图
针对现场道路实际情况,采用10轴运梁车将梁片运至现场后,利用2台400t汽车吊进行吊装。汽车吊支腿全伸宽度为10m,华福路半幅路宽约12m,架梁时将半幅路临时全封闭,并将另外半幅路用警示锥分成2个车道,从前方或后方的交叉口进行分流,作业时间选在22:00~6:00之间,避开节假日,从而最大程度减小对地面交通影响。这样可达到平均2片/天,每月按25天计算,每月能架设50片,不控制工期。
5结论
近年来槽形梁在国内多地城市轨道交通工程得到广泛应用,本文结合重庆轨道交通五号线一期工程初步设计对30m槽形梁的结构设计、计算及施工方案进行了研究,主要结论如下:
(1)30m槽形梁完全可以胜任地铁A型车160kN的轴重荷载,计算表明,各项指标均满足规范要求;
(2)槽形梁的桥墩选型除了需考虑受力需要外还需结合地面实际情况,矩形墩接长悬臂盖梁墩型不但能够满足轨道高架桥梁行走于城市中央分隔带走廊的要求,且景观效果佳。
(3)槽形梁因开口截面抗扭刚度较小,施工一般采用预制吊装,2台400t汽车吊即能满足施工要求。
参考文献
何宗华. 城市轻轨交通工程设计指南[M].中国建筑工业出版社,1996.
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胡匡璋. 槽形梁[M].人民交通出版社,1986.
北京市轨道交通大兴线03标段新宫站~西红门站区间高架桥跨越京开高速公路(17#~20#墩 )结构为(52+85+52m)V型支承钢混结合连续钢构,该段钢箱梁的吊装的成功吊装成为北京地铁建设的典范。
1. 工程概况
北京市轨道交通大兴线03标段高架区间包括两部分,新宫站~西红门站高架段和西红门站~高米店北站高架段。其中新宫站~西红门站区间,跨既有京开高速,相交角度86度,其两侧边墩为17#DK4+579.62和20#墩DK4+768.62,跨度较大且梁高受限,桥垮结构采用(52+85+52)V型支承钢混结合连续钢构,全长189米,位于R=800米的平曲线及直线上,竖曲线,i=15%的纵坡及平坡上
2、总体施工思路及方案难点
由于桥跨度较大(最大跨度85m),且跨越京开高速公路,交通繁忙,工期短,按照市交通委要求,只允许夜间12点~凌晨5点进行临时占用部分道施工;夜间施工给钢箱梁安装精度和施工安全提出来更高的要求。
针对跨度较大,采用分节加工,分节吊装的方法。为在有限的时间内完成吊装任务,施工前做好人员、技术、机械物资等各方面的充分准备,保证每天至少完成1节钢箱梁的吊装。
2.1钢箱梁的分节
根据现场实际情况(京开住、辅路之间可以设置临时支墩),将整个钢箱梁分为(G1~G9)共9节钢箱梁。每节钢箱梁长度及位置见图1-2钢箱梁立面示意图。每节梁主要参数见下表。
2.2吊装总体步序
1)搭设钢梁施工用临时支架。
2)场地平整
3)运输。
4)安装V型支墩。
5)钢梁运输。
6)钢梁吊装并完成找正。
7)高强螺栓施工、地板筋焊接。
8)接口处涂装及竣工验收。
为确保钢箱梁受力及吊装安全,现将量分节,进行吊装。合理安排吊装顺序:吊装顺序G7~G6~G8~G9~G3~G2~G1~G5~G4。
3、工程难点
1)部分梁位于京开主路正上方、交通繁忙,场地受限;
2)桥梁跨度大,分节吊装安装精度高,夜间施工对吊装的精确度影响大;
3)箱梁自重大,吊装高度高,安全风险大。
四、施工方案
4.1、中部支墩施工
在各节梁拼接位置安装临时支墩。临时支墩采用4
4.2、吊装机械选择
依据现场场地条件、构件重量和起重机性能选择起重机。本工程一台GMK7450型450吨汽车吊,一台LTMK1500型500吨汽车吊和一台GMK6300型300吨汽车吊共同配合进行吊装作业。
1)吊耳的布置:本工程主桥钢箱梁共段,其中最长钢箱梁长约33米,最重一段重220.2吨。
双机抬吊时:钢梁吊耳设置在距梁端2米处,对称中心布置,每段梁八个吊耳;单机吊装时,钢梁吊耳设置在距梁重心5米处,对称中心布置;每段梁四个吊耳;吊耳周边应宽敞,尽量避开纵向加强筋和隔板,使35吨卡扣能顺利拆卸。
钢箱梁最大单重为220.2t,按250t计算,共设置8个吊耳,每个吊耳承载力按F=250t/8*1.4=44t计算,吊耳采用Q345B,δ=30mm,详见附图。
a.吊耳的薄弱部位计算:此吊耳薄弱部位为吊装孔上部截面最小处,其截面积为: As=100*30=3000mm2
Q345B钢材抗剪强度设计值为:fv=170N/mm2
薄弱部位所能承受荷载f承=As*fv=3000*170=51t>44t
所以此吊耳足可以满足吊装要求。
3)运输。
4)安装V型支墩。
5)钢梁运输。
6)钢梁吊装并完成找正。
7)高强螺栓施工、地板筋焊接。
8)接口处涂装及竣工验收。
为确保钢箱梁受力及吊装安全,现将量分节,进行吊装。合理安排吊装顺序:吊装顺序G7~G6~G8~G9~G3~G2~G1~G5~G4。
3、工程难点
1)部分梁位于京开主路正上方、交通繁忙,场地受限;
2)桥梁跨度大,分节吊装安装精度高,夜间施工对吊装的精确度影响大;
3)箱梁自重大,吊装高度高,安全风险大。
四、施工方案
4.1、中部支墩施工
在各节梁拼接位置安装临时支墩。临时支墩采用4
4.2、吊装机械选择
依据现场场地条件、构件重量和起重机性能选择起重机。本工程一台GMK7450型450吨汽车吊,一台LTMK1500型500吨汽车吊和一台GMK6300型300吨汽车吊共同配合进行吊装作业。
1)吊耳的布置:本工程主桥钢箱梁共段,其中最长钢箱梁长约33米,最重一段重220.2吨。
双机抬吊时:钢梁吊耳设置在距梁端2米处,对称中心布置,每段梁八个吊耳;单机吊装时,钢梁吊耳设置在距梁重心5米处,对称中心布置;每段梁四个吊耳;吊耳周边应宽敞,尽量避开纵向加强筋和隔板,使35吨卡扣能顺利拆卸。
钢箱梁最大单重为220.2t,按250t计算,共设置8个吊耳,每个吊耳承载力按F=250t/8*1.4=44t计算,吊耳采用Q345B,δ=30mm,详见附图。
a.吊耳的薄弱部位计算:此吊耳薄弱部位为吊装孔上部截面最小处,其截面积为: As=100*30=3000mm2
Q345B钢材抗剪强度设计值为:fv=170N/mm2
薄弱部位所能承受荷载f承=As*fv=3000*170=51t>44t
所以此吊耳足可以满足吊装要求。
4、各节梁吊装示意图
1.G3,G7段采用一台GMK7450型450吨汽车吊与一台LTM1500型500吨汽车吊抬吊的方法吊装,构件吊重220.4吨,其中450吨吊车长19.622米,支腿间距8.76米×8.9米; 120吨配重,25.7米主臂,吊车首先站位于钢箱梁接口西侧,占用京开辅道,靠近临时支撑,起吊工作半径9米,吊车此时额定载荷147吨,吊车承受载荷不超过110.2吨,吊车负载系数为74.9%;满足两吊车抬吊安全要求。另一台500吨汽车吊携带135吨配重,杆长26.5米,回转半径9米,吊重153吨,满足吊装要求
2.G4,G6段重66吨,450吨吊车在吊装完G7后不挪车,G6构件车位于进京辅道上即可满足吊装。G4段采用300吨汽车吊进行吊装,吊装时,杆长26.7米,回转半径11米,额定起重量75吨,满足吊装。由于G4段需要现场配钻,京开附路出京方向需断路。
3. G5段重135.1吨,450吨吊车站位于京开出京方向,件车靠近吊车,吊车一侧支腿需打到京开主路隔离带上,吊车携带120吨重,25.7米主杆,回转半径9米,起重量147吨。
5.G9,G8段分别为54.G1,G2段分别为56.6吨,116.8吨,450吨吊车站位,携带120吨配重,25.7米主杆,吊装G2时,回转半径11米,起重量118吨,吊装G1时,回转半径16米,起重量75吨,满足两段的吊装。
6.6吨,116.8吨,450吨吊车站位(如图所示),携带120吨配重,25.7米主杆,吊装G8时,回转半径11米,起重量118吨,吊装G9时,回转半径14米,起重量91.0吨,满足两段的吊装要求。
d.工程沉降位移观测,依据测绘院单位移交的资料进行。五、施工监控量测
1、测量依据
a.测量执行国家标准《工程测量规范(GB 50023-95)》、交通部标准《公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-89) 》和设计提出的特殊要求进行。
b.平面控制,依据测绘院单位移交的测量资料施测。
c.高程控制,依据测绘院提供的高程原始点;工程总包单位移交的二级控制点施测。摘要:目前城市轨道交通高架桥与既有桥梁、通道设施发生空间交叉或走的情况非常多,特别是跨越既有高速公路或者城市主干道时,桥梁的吊装既不能影响繁忙的城市交通,又必须满足现场施工。采取的方案有两种:一种是占道,进行交通导改,而在繁华的城市,进行交通导改受场地限制,实现难度较大;另一种是夜间临时占道,在不拆改既有的桥通设施的情况下,,进行大型吊装吊装,完成高架桥的施工。
北京市轨道交通大兴线03标段新宫站~西红门站区间高架桥跨越京开高速公路(17#~20#墩 )结构为(52+85+52m)V型支承钢混结合连续钢构,该段钢箱梁的吊装的成功吊装成为北京地铁建设的典范。
1 工程概况
北京市轨道交通大兴线03标段高架区间包括两部分,新宫站~西红门站高架段和西红门站~高米店北站高架段。其中新宫站~西红门站区间,跨既有京开高速,相交角度86度,其两侧边墩为17#DK4+579.62和20#墩DK4+768.62,跨度较大且梁高受限,桥垮结构采用(52+85+52)V型支承钢混结合连续钢构,全长189米,位于R=800米的平曲线及直线上,竖曲线,i=15%的纵坡及平坡上2、施测方法
a.轴线、中心测量:检查土建单位移交的轴线和中心线,符合规定后投测控制轴线和平面点。
b.标高测量:依据提供的原始水准点(PL2),对任意一个水准点桩进行测定。往、返各测2次, 所测得的高程之差不大于3mm为合格,取平均值作为最后观测果。利用已测定的水准点桩, 使用N3水准仪对其它点桩进行测定,往、返各测一次,2次观测结果不大于±0.5mm为合格。
c.垂直度的控制:根据工程的进展情况, 使用台经纬仪对临时支架进行垂直校正。
六、工程评价