廣州新客站站房橋施工技術(shù)

1、廣州新客站站房橋施工技術(shù)1 工程概況廣州新客站站房橋由5座分離式單線梁橋和9座雙線梁橋組成，呈橫列式布置。每座橋575.9m,共14座，總計(jì)8062.6m。上部結(jié)構(gòu)形式為2-(3X32)m連續(xù)梁+(2X32+64+2X32)mV構(gòu)組合連續(xù)梁+2-(3X32)m連續(xù)梁，共323孔。邊跨及掛孔連續(xù)梁結(jié)構(gòu)為3*32m,V構(gòu)連續(xù)梁為2X32+64+2X32m梁部混凝土約31萬(wàn)m3。5軸至11軸間21m層結(jié)構(gòu)立柱落在雙線軌道梁中腹板上或單線軌道梁橫梁上，雙線橋采用單箱雙室截面，單線橋采用單箱單室截面。屋面柱及雨棚柱落在橋墩上。其中：邊跨連續(xù)梁及掛孔連續(xù)梁分3個(gè)施工節(jié)段。雙線V構(gòu)連續(xù)梁分19段，如圖1所示

2、。2 現(xiàn)澆梁支架方案選擇2.1 支架形式橋梁施工技術(shù)的發(fā)展對(duì)橋梁的跨徑、線性、截面形式等方面起著重要作用，它直接關(guān)系到施工質(zhì)量的好壞、運(yùn)營(yíng)的安全。規(guī)范的施工可以使橋梁實(shí)際狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)最大限度的相吻合。目前，現(xiàn)澆梁橋的施工采用的方法有支架法施工和懸臂法施工。支架施工法：邊跨及掛孔連續(xù)梁按照設(shè)定的工序完成澆筑工作，待張拉完預(yù)應(yīng)力鋼索并壓漿后移架。優(yōu)點(diǎn)：搭拆方便，支架比較便宜；但需占用橋下凈空，有礙交通通行。懸臂澆筑法：V型鋼構(gòu)連續(xù)梁采用懸臂澆筑法施工。即首先在主墩墩旁搭設(shè)滿堂支架，澆筑加長(zhǎng)0#塊后，邊跨現(xiàn)澆段采用滿堂支架施工，其余各段采用掛藍(lán)懸臂灌注施工。優(yōu)點(diǎn)：不需要由橋下設(shè)立支架，但需要提供懸

3、臂施工所需要的掛籃等設(shè)備，機(jī)械臺(tái)班費(fèi)用較高。2.2 站房橋下施工區(qū)域劃分廣州新客站建筑面積48.6萬(wàn)m2站房結(jié)構(gòu)分四層，地下層為現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下室，首層為V構(gòu)拱組合連續(xù)箱梁，二層為鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力板加大跨度鋼桁架梁組合，三層為鋼結(jié)構(gòu)無(wú)站臺(tái)雨棚和索拱結(jié)構(gòu)屋頂。分析新廣州站主要關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)時(shí)間，同時(shí)結(jié)合主站房范圍內(nèi)地鐵一鐵路V構(gòu)橋一鋼結(jié)構(gòu)一21m高架侯車層各工序交叉施工中相互依存和沖突的矛盾關(guān)系，確定將東西方向主站房區(qū)以地鐵A、B區(qū)域劃分；南北方向站房橋以下共劃分為六大區(qū)域：0,4軸、56軸、79軸、1011軸、1214軸、1517軸。鋼結(jié)構(gòu)由于構(gòu)件大，其中重量重，受場(chǎng)地限制，大量構(gòu)件需在原地拼裝起

4、吊，并必須留出相應(yīng)的大型吊機(jī)的通道和吊裝位置。為此，需統(tǒng)籌安排施工區(qū)域，分別以34、1213軸做為東西方向主通道，南北方向留出4條主通道；南北雨棚區(qū)鋼結(jié)構(gòu)分別與1417軸、0,2軸連續(xù)梁同步施工，連續(xù)梁預(yù)留的主通道軸線及相鄰的一邊單線梁須待雨棚區(qū)鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后施工。2.3 現(xiàn)澆梁支架方案的選擇廣州新客站站房橋按橫列式分布，共19座連續(xù)梁橋。一般情況下，會(huì)選擇橫移式梁柱支架比較方便，快捷。依據(jù)廣州新客站節(jié)點(diǎn)工期及各專業(yè)、各工序相互依存和沖突的矛盾，0,2軸與1417軸邊跨連續(xù)梁、25軸與1114軸掛孔連續(xù)梁被四條南北方向、兩條東西方向材料通道、鋼結(jié)構(gòu)存放和拼裝場(chǎng)地切割，梁柱式支架無(wú)法橫移，采用

5、滿堂支架散支散拆，比較靈活、簡(jiǎn)單。本工程鋼構(gòu)拱橋施工時(shí)還有如下幾項(xiàng)技術(shù)特點(diǎn)：（1）施工環(huán)境差，剛構(gòu)橋施工時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)主拱、電梯井已施工完成，材料運(yùn)輸、機(jī)械設(shè)備站位均將受到限制；（2）外形尺寸復(fù)雜：鋼構(gòu)拱橋不僅橫斷面為曲線形，沿梁縱向梁高由5.4m漸變到3.5m，其中拱部更為無(wú)法用函數(shù)表示的空間不可展曲面，還在拱部中間穿插三個(gè)孔洞。且本工程為飾面清水混凝土，采用懸灌法，其施工縫的施工質(zhì)量無(wú)法滿足外觀質(zhì)量要求。因此核心區(qū)剛構(gòu)拱已也不適合采用懸灌法施工。且懸灌法施工也無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)工期的需要。依據(jù)總的實(shí)施，性方案，待79軸地鐵頂板施工完后搭設(shè)V型鋼構(gòu)梁滿堂支架。3 現(xiàn)澆梁支架基礎(chǔ)方案0,2軸、1417軸

6、地基為軟土地基，根據(jù)地質(zhì)柱狀圖，其地層情況由上往下依次為35m厚的人工填土和淤泥層、69m厚的粉細(xì)砂，其下為強(qiáng)風(fēng)化和弱分化泥質(zhì)粉砂巖。按照設(shè)計(jì)承載力要求，對(duì)1517軸、0,1軸地基采用水泥攪拌樁加固處理，攪拌樁樁徑為0.5m。根據(jù)加固地層情況不同而采用不同的樁長(zhǎng)和樁距，樁間距有1.0m和1.3m兩種，正方形布置，加固深度在淤泥區(qū)為9m,細(xì)砂區(qū)為7.0m,臨近承臺(tái)的攪拌樁與承臺(tái)邊緣不小于0.8m,加固后的地基承載力應(yīng)不小于120kPa。攪拌樁水泥用量按照不小于50kg/m控制，樁頂鋪一層30cm厚的砂礫墊層，用25t光輪振動(dòng)式壓路機(jī)碾壓密實(shí)，然后澆筑20cm厚的C20混凝土基礎(chǔ)。在站房橋兩端與南

7、北咽喉區(qū)搭接區(qū)段地面標(biāo)高變化較大，采用設(shè)置混凝土臺(tái)階方式處理，以便于底托支墊平整。對(duì)17軸、915軸支架基礎(chǔ)采用站房地下室鋼筋混凝土底板。79軸基礎(chǔ)落于地鐵頂板上。4 站房橋支架技術(shù)4.1 邊跨連續(xù)梁及掛孔連續(xù)梁邊跨連續(xù)梁及掛孔連續(xù)梁均為魚(yú)腹式槽型截面，結(jié)構(gòu)形式均為3*32m；單線梁為單箱單室截面，梁寬6.9m,高4.42m,每延米梁重39t;雙線梁為單箱雙室截面，梁寬13.1m,梁高4.42m,每延米梁重70to立桿縱向間距為0.6m,橫橋向在底板處間距0.9m、腹板下間距0.6m,橫桿水平步距為0.6m。立桿縱向間距為0.6m,橫橋向在底板處間距0.9m、腹板下間距0.6m,橫桿水平步距為

8、0.6m?，F(xiàn)澆箱梁采用滿堂支架法按照設(shè)計(jì)工序，逐段預(yù)壓、澆筑、張拉，全橋成橋后張拉、落架，在此不再贅述。4.2 V型鋼構(gòu)連續(xù)梁廣州新客站站房橋511軸為V型鋼構(gòu)連續(xù)梁，結(jié)構(gòu)形式2X32+64+2X32nl支架布置參見(jiàn)斜腿施工支架方案。5 V構(gòu)連續(xù)梁施工技術(shù)由于V型墩與梁固結(jié)，交叉處受力復(fù)雜；以前修筑此類橋梁由于施工和設(shè)計(jì)等方面的原因，這種結(jié)構(gòu)在施工和運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)裂縫、局部應(yīng)力過(guò)大。鑒于此，重點(diǎn)從V型墩的斜腿施工方案、V型墩上第一段梁施工方案、V型墩施工監(jiān)測(cè)進(jìn)行研究，為今后同類橋施工提供一套切實(shí)可行的施工方法。5.1 V構(gòu)連續(xù)梁集中荷載分布方案研究V構(gòu)連續(xù)梁采用原位現(xiàn)澆的施工方法，現(xiàn)澆箱梁施工支架

9、搭設(shè)在廣州地鐵頂板之上，地鐵頂板承載力是按照124.5kN/m2的均布荷載設(shè)計(jì)的。5.2 斜腿施工支架方案斜腿支架采用碗扣式鋼管腳手架，立桿縱向間距為0.6m，橫向間距為0.3m,橫桿步距為1.2m；為抵抗水平推力，在支架縱立面加設(shè)斜撐桿，斜撐桿水平傾角45,縱向間距1.2m,橫向間距0.3m；立桿頂沿橫向設(shè)工14分配梁，在分配梁頂擺放三角支架，三角架橫向間距0.6m,每片三角架位于縱向兩排鋼管支架中間，使兩排鋼管均勻受力；在三角支架上弦節(jié)點(diǎn)處沿橫向設(shè)2根14#工字鋼分配梁，支撐V構(gòu)斜腿底模，如圖2所示5.3 施工監(jiān)測(cè)5.3.1 測(cè)點(diǎn)布置施工支架搭設(shè)于廣州地鐵頂板之上，為確保施工荷載作用下不發(fā)

10、生結(jié)構(gòu)破壞或較大變形，須進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，測(cè)點(diǎn)布置在梁左右腹板底部及梁中線位置處，如圖3所示。5.3.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析如圖4所示，軸力變化趨勢(shì)基本一致，說(shuō)明隨施工荷載變化軸力分配較為均勻；監(jiān)測(cè)過(guò)程中最大值出現(xiàn)在7D2軸163測(cè)點(diǎn)處，為14.612kN,遠(yuǎn)小于允許值（124.5kN）;而最終檢測(cè)結(jié)果最大值出現(xiàn)在9F東軸161號(hào)測(cè)點(diǎn)處，為7.783kN,也遠(yuǎn)小于允許值。以上表明本支架方案可以有效地將上部施工荷載均勻分布于地鐵頂板，保證地鐵頂板結(jié)構(gòu)安全。如表1所示：頂板最大變形出現(xiàn)在7D2軸2-3-3號(hào)測(cè)點(diǎn)，為5.5mm這小于規(guī)定地鐵頂板變形限值20mm而與變形預(yù)警限值16mmi有較大差距，表明支架分布

11、荷載對(duì)地鐵變形影響完全控制在安全范圍內(nèi)。6 V型鋼構(gòu)橋第一梁段施工技術(shù)6.1 斜腿臨時(shí)拉索布置斜腿上的第一梁段的施工荷載通過(guò)支架傳遞到斜腿上，對(duì)斜腿產(chǎn)生較大的變形及增加較大的水平力，僅靠在滿堂支架上固結(jié)水平撐桿、斜桿撐不能克服斜腿的變形和位移1。因此在斜腿上部（墩頂以上4.2m處）布設(shè)5根臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索，在斜腿混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上后，給每根預(yù)應(yīng)力索施加120t張拉力。通過(guò)滿堂支架固結(jié)的水平撐桿、斜桿撐以及臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索共同承受上部梁體施工荷載所產(chǎn)生的水平力，如圖5所示。6.2 斜腿臨時(shí)拉索計(jì)算模型臨時(shí)拉索采用單個(gè)索單元模擬，斷面積A=12X140=1680mm2索長(zhǎng)L=14364mm

12、彈性模量取1.95X105MPa預(yù)拉力120t。斜腿：斜腿與墩身沿橫橋向分為10等份，按梁?jiǎn)卧?0個(gè)獨(dú)立的模型，模型之間采用剛性連接。單元材料特性為：容重p=2.6t/m3,彈性模量E=3.45X104MPa約束：臨時(shí)拉索與斜腿梁?jiǎn)卧g為鉸接，墩身底端固結(jié)，如圖6所示。6.3 斜腿臨時(shí)拉索計(jì)算結(jié)果6.3.1 施加預(yù)張拉力計(jì)算結(jié)果每根索施加120t預(yù)拉力，彎矩及軸力通過(guò)在Midas/civil上建模計(jì)算可以得到斜腿根部截面位置的軸力與彎矩：N=-69.4t（壓力），M=36.8t.m（逆時(shí)針?lè)较颍┬蓖雀肯戮壚瓚?yīng)力：斜腿根部上緣壓應(yīng)力：6.3.2 澆筑梁部混凝土后計(jì)算結(jié)果澆筑斜腿上方梁段混凝土?xí)r斜腿內(nèi)彎矩及軸力通過(guò)在Midas上建模計(jì)算可以得到斜腿根部截面位置的軸力與彎矩：N=-87.2t（壓力），M=-76.1t.m（順時(shí)針?lè)较颍┬蓖雀可暇壚瓚?yīng)力：斜腿根部下緣壓應(yīng)力：由以上計(jì)算結(jié)果可知，采用斜腿施工臨時(shí)拉索方案可以卸除上部傳遞水平力，保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及安全2。7 結(jié)語(yǔ)（1）選用碗扣式滿堂支架，充分利用了碗扣式支架可靈活拼裝支