(中鐵二十局集團第一工程有限公司,江蘇 蘇州 215151)
有軌電車天橋是連通站點與外圍的一個通道,由于有軌電車的軌道位于道路中間,因此需要跨越機動車道,才能到達有軌電車的站點,天橋的存在就是解決了這種問題。天橋的完工屬于有軌電車的配套工程,它不僅可以讓乘客方便的到達有軌電車的車站,還能盡量減少有軌電車對于周圍交通的影響。
“蘇州高新有軌電車縱一路站、華通花園站、西塘路站3 座天橋及配套工程”,是蘇州市重大建設項目。項目建設單位為蘇州高新有軌電車有限公司,施工總承包單位為中鐵二十局集團第一工程有限公司,項目獲得了蘇州市“姑蘇杯”優(yōu)質(zhì)工程獎。合同總造價3957.8 萬元,實際開工日期2018年6月12日,實際竣工日期2019年1月30日。
目前,蘇州高新有軌電車運營線路共有2 條,為蘇州高新有軌電車1 號線及其延伸線、蘇州高新有軌電車2 號線。其中,縱一路站為蘇州高新有軌電車1 號線延伸線站點,華通花園站、西唐路站為蘇州高新有軌電車2 號線站點。
本工程主要包括三座天橋。
縱一路站人行天橋位于太湖大道與縱一路交叉口西側(cè)。擬建天橋呈近南北走向,跨越東西向的太湖大道,橋梁總長為66.0m,橋?qū)?~10m,跨徑組合為33m+33m,屬中橋。華通花園站人行天橋跨越通滸路及滸光運河。其中天橋跨越通滸路時采用2 孔36.65+38.925m 的連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu),橋總長為78.575m,寬度為 6.5m,天橋跨越有軌電車及滸光運河時采用 3 孔20.325+50+6.775m 簡支梁橋,寬度為6.5m,其中有軌電車在北側(cè)一孔20.235m下方通過。西唐路站人行天橋跨越滸光運河。其中天橋跨越有軌電車及滸光運河時采用2 孔14.025+50m 簡支梁橋,總長66.95m,寬度為6.5m,其中有軌電車在北側(cè)一孔14.025m 下方通過。
華通花園站、西唐路站天橋采用了古香古色的廊橋仿古造型,行人漫步于天橋回廊之間,可欣賞亭、廊、軒等,感受古式建筑韻味。已經(jīng)成為有軌電車2 號線一大文化特色。
本工程為蘇州有軌電車2 號線華通花園站人行天橋,天橋跨越通滸路及滸光運河,天橋下方有軌電車通過。天橋跨越通滸路時采用 2 孔36.65+38.925m 的連續(xù)結(jié)構(gòu),橋總長為78.575m,寬度為6.5m,天橋跨越有軌電車及滸光運河時采用3 孔20.325+50+6.775m 簡支梁橋,寬度為6.5m,其中有軌電車在北側(cè)一孔20.235m 下方通過。
鋼箱梁為等高連續(xù)直腹板鋼箱梁,橫斷面為單箱單室結(jié)構(gòu),頂、底板按平坡設計;鋼箱梁梁高2400mm,頂寬6500mm,底寬4500mm,箱梁懸臂長395mm。頂板下設U 形加勁肋,U 形加勁肋板厚8mm,間距600mm。底板設開口加勁肋,截面16×200mm,間距400mm。腹板設置開口加勁肋,截面12×150mm,間距400mm。橫隔板間距一般為2250mm,普通橫隔板板厚12mm,支點橫隔板板厚20mm,端支點橫隔板板厚20mm。焊縫通過過焊孔焊后要求用密封膠密封,支點處橫梁設有檢修人洞,靠近端支點橫隔板處箱梁底板設有檢修人洞,以保證整個箱梁日后檢修維護通道的需要。
鋼箱梁分段吊裝施工在橋梁施工中是一種應用非常廣泛的施工技術(shù),其施工工序繁雜且對于精度要求極高。若分段節(jié)段過大,即不便于運輸,也不利于控制變形,因此考慮運輸?shù)谋憷砸约翱刂谱冃?,?jié)段劃分應科學合理。
根據(jù)現(xiàn)場情況,綜合考慮節(jié)段運輸及吊裝施工,鋼箱梁節(jié)段在加工廠內(nèi)進行分節(jié)段制造,鋼箱梁沿縱橋向劃分為若干個大節(jié)段,每個大節(jié)段橫向再分為2 個小節(jié)段進行加工制造。鋼箱梁劃分原則為:鋼箱梁節(jié)段沿橫向劃分為2 個塊體,縱向劃分后的最大長度控制在18m 左右,單個節(jié)段塊體重量控制在42t 以下。本工程鋼箱梁總重為693.9t,以3 號鋼箱梁為例,鋼箱梁的分段如下:
在對鋼箱梁構(gòu)件進行運輸時應該確保兩個基本原則,首先應該確保構(gòu)件在運輸階段的安全性,其次則應該保證構(gòu)件的運輸次序科學合理,避免造成由于構(gòu)件運輸順序混亂導致的工期延誤。
在構(gòu)件運輸?shù)臏蕚潆A段應該合理選擇待運構(gòu)件的擱置地點,保證其環(huán)境干燥并且必須對構(gòu)件進行覆蓋處理,避免生銹,同時還要確保放置地點可以提供足夠的支撐力,杜絕下沉。為了避免鋼構(gòu)件相互擠壓而發(fā)生形變,在進行構(gòu)件的放置時應該維持各層構(gòu)件的墊枕支點處于同一垂直線上。另外為了確保運輸過程的有序性,需要對各部分待運構(gòu)件進行分類與編號,確保裝車過程有序快速的完成。
本工程鋼梁在工廠內(nèi)采用分節(jié)段加工,然后采用汽車陸運的方式運輸至施工現(xiàn)場。根據(jù)現(xiàn)場實際狀況(鋼箱梁分別跨越通滸路、滸光運河及有軌電車),結(jié)合鋼箱梁分段,在陸地區(qū)域及水中相應位置鋼梁下部分別設置鋼管格構(gòu)臨時支墩。本工程匝道鋼箱梁節(jié)段吊裝分2 個區(qū)域進行,水中區(qū)域鋼梁采用單臺70t 以上浮吊進行安裝,陸地區(qū)域梁段根據(jù)塊體重量擬采用單臺80t~160t 汽車吊進行安裝。
現(xiàn)場布置如圖所示,其中圖中陰影部分①、②、③為臨時支架拼裝作業(yè)及汽車吊吊裝作業(yè)區(qū)域,該區(qū)域地基須進行硬化,以滿足汽車吊作業(yè)需求;陰影部分④為水中區(qū)域梁段運輸卸貨場地,陰影部分⑤為浮吊現(xiàn)場吊裝作業(yè)區(qū),范圍為從橋位投影線往西側(cè)50m,該范圍內(nèi)水深須在2m 以上以滿足浮吊作業(yè)需求。
華通花園站鋼箱梁吊裝現(xiàn)場部署示意圖
現(xiàn)場臨時支架分為3 類,分別為臨時支架1、臨時支架2 和臨時支架3。其中,臨時支架1 位于中央分隔帶處的橋墩承臺頂面,臨時支架2 位于通滸路機非分隔帶處及道路兩側(cè)邊緣位置,臨時支架4 位于滸光運河水中區(qū)域。除中央分隔帶處的橋墩之外,其余橋墩區(qū)域不設臨時支架,在橋墩頂部設置型鋼墊塊,鋼箱梁塊體直接擱置在橋墩頂部。以3 號鋼箱梁為例,鋼箱梁塊體吊裝步驟如下。
第一步,臨時支架位置放線、水中臨時支架鋼管樁打樁施工、鋼管格構(gòu)支架制安。第二步,采用浮吊安裝3 號鋼箱梁JD1 的兩個塊體,并做好與臨時支架的固定,適時焊接鋼箱梁的對接縱縫。第三步,采用浮吊安裝3 號鋼箱梁JD2 的兩個塊體,適時焊接鋼箱梁的縱縫及環(huán)口對接焊縫。第四步,采用浮吊安裝3 號鋼箱梁JD3 的兩個塊體,適時焊接鋼箱梁的縱縫及環(huán)口對接焊縫。第五步,采用汽車吊安裝2 號鋼箱梁及4 號鋼箱梁的各個塊體,適時焊接鋼箱梁的縱縫,本聯(lián)鋼箱梁安裝完成。第六步,拆除下部臨時支架、鋼箱梁現(xiàn)場涂裝、附屬設施施工、鋼箱梁成橋。
3 號鋼箱梁塊體吊裝步驟示意圖
5.1.1.水中區(qū)域鋼箱梁塊體吊裝
本項目3 號鋼箱梁位于水中區(qū)域。水中區(qū)域鋼梁塊體通過公路運輸至滸光運河南岸,然后浮吊直接卸船安裝,根據(jù)塊體節(jié)段劃分,3 號鋼箱梁(水中區(qū)域鋼梁)節(jié)段塊體單件最大重量約為41.5t(3 號鋼箱梁JD1-K2),70t浮吊起重臂長度為33m,吊裝作業(yè)時,作業(yè)半徑為16.5m,額定起重50t,實際起重為41.5t+1t(索具鋼絲繩等重量)=42.5t,起重荷載率為85.0%,符合要求。
水中區(qū)域鋼箱梁塊體吊裝示意圖
陸地區(qū)域鋼箱梁塊體吊裝示意圖
5.1.2.陸地區(qū)域鋼箱梁塊體吊裝
以2 號鋼箱梁為例,2 號鋼梁跨越有軌電車區(qū)域,采用單臺160t 汽車吊進行現(xiàn)場安裝。吊裝JD1-K2 時,起重臂長度為21.8m,作業(yè)半徑9m,額定起重56t,實際起重為44.3t+1t(索具鋼絲繩等重量)=45.3t,起重荷載率為80.9%,符合起重吊裝作業(yè)要求。吊裝作業(yè)時,吊車支腿距離電車軌道為3.45m。
鋼箱梁段吊裝就位后,在形成整體鋼箱梁過程中完成的焊接及相關作業(yè)。主要包括梁段間環(huán)縫的焊接、橋面附屬件的現(xiàn)場吊裝和焊接。
現(xiàn)場焊接時,根據(jù)吊裝順序安排詳細的焊接順序。以主橋面吊裝為例分析吊裝過程中各個焊縫焊接順序。
第一步,吊裝中間箱梁塊體,首先同時完成頂板與底板縱縫焊接,然后完成中腹板焊接。
第二步,吊裝兩側(cè)塊體,兩側(cè)塊體根據(jù)現(xiàn)場施工人員以及設備情況,可同時施工,兩側(cè)均為首先同時完成頂板與底板縱縫焊接,然后完成中腹板焊接。
第三步,完成環(huán)縫焊接。環(huán)縫焊接時,同樣首先焊接頂板與底板焊縫,按照由中間向兩側(cè)的順序進行;然后焊接兩側(cè)腹板位置焊縫,按照由下向上的原則進行。
第四步,完成嵌補件的焊接。
通過華通花園站天橋鋼箱梁吊裝施工的研究,可見城市橋梁雖然工程規(guī)模比較小,但是施工工藝復雜,要求高精度,在場地受限的情況下,受既有道路通行的影響,施工難度大,需要總承包單位科學、嚴密地組織實施。該項目的順利完工,也體現(xiàn)了總承包單位較高的技術(shù)水平。
如今,行人駐足橋頭,可感受有軌電車穿橋而過的美麗畫面,欣賞滸光運河兩岸優(yōu)美環(huán)境。而夜晚,兩座天橋廊道上的華燈亮起,還將成為滸光運河上的新地標。