毛長(zhǎng)江，趙亞杰，古 松，顧 穎

(1.中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 100040；2.西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010)

0 引言

隨著我國(guó)城市軌道交通的發(fā)展，橋梁工程建設(shè)日趨集中化[1-2]，特別在城市高架地鐵施工領(lǐng)域，如地鐵高架島式、側(cè)式車站兩端采用單線箱梁(5m寬)過(guò)渡到雙線箱梁(10.2m寬)，不能滿足架橋機(jī)通過(guò)，往往需要在單線梁區(qū)域架設(shè)高結(jié)構(gòu)棧橋作為臨時(shí)通道，但該臨時(shí)措施租賃費(fèi)用高、后期存在趕工與二次勞務(wù)進(jìn)場(chǎng)施工費(fèi)。

成都某地鐵線路高架段出車站后為單線現(xiàn)澆箱梁，采用2榀單線梁組合為架橋機(jī)，并提供通道，采用梁上運(yùn)梁法運(yùn)至架設(shè)點(diǎn)進(jìn)行架設(shè)[3-5](見(jiàn)圖1)。為解決歸位問(wèn)題，采用設(shè)計(jì)高位多向平移技術(shù)及設(shè)備，縮短工期、減少施工占用空間、降低成本。

圖1 雙拼單線梁示意

1 工程概況

花橋站為成都地鐵軌道交通10號(hào)線二期工程(雙流西站—新平站)的第6個(gè)車站，位于大件路(主干路)中央隔離帶上方，需在該車站完成運(yùn)梁過(guò)站任務(wù)，以便運(yùn)輸和架設(shè)其他高架區(qū)間的預(yù)制梁。由于花橋站被設(shè)計(jì)為高架島式車站，軌道交通線間距由4.65m漸變?yōu)?4.7m再漸變?yōu)?.65m，同時(shí)梁體由雙線梁漸變?yōu)閱尉€梁再漸變?yōu)殡p線梁。

單榀單線梁重約266t，單線梁段主梁梁高1.8m，箱梁頂寬5.8m，懸臂長(zhǎng)1.0m，懸臂端部高0.2m，懸臂根部高0.35m，箱梁底寬3.2m。橫截面為單箱單室箱形截面，邊腹板采用145∶30的斜率。頂板厚25cm，腹板厚由跨中32cm變化至支點(diǎn)50cm，底板厚由跨中25cm變化至支點(diǎn)35cm(見(jiàn)圖2)。

圖2 結(jié)構(gòu)橫斷面尺寸(單位：cm)

為確保架橋機(jī)及運(yùn)梁車過(guò)孔時(shí)安全性與穩(wěn)定性，單線梁采用內(nèi)側(cè)翼緣板后澆方式，使運(yùn)梁車輪胎受力點(diǎn)在支座內(nèi)側(cè)。

2 整體施工方案

施工流程如下：測(cè)量放樣→現(xiàn)澆梁支架搭設(shè)→臨時(shí)支座安裝→梁體澆筑并預(yù)留內(nèi)側(cè)翼緣板后澆帶→拆除支架→梁體臨時(shí)固結(jié)→運(yùn)梁車通過(guò)→梁體豎向頂升→梁體橫縱向平移→永久支座安裝及落梁→澆筑內(nèi)側(cè)翼緣板。

3 施工工藝

3.1 放樣控制及支架搭設(shè)

按組合澆筑施工方案要求，細(xì)化組合坐標(biāo)位置換算后，在確保合并澆筑的同時(shí)，可為平移施工預(yù)留足夠的平移空間，單線梁間距為20cm、兩跨端部間距≥6cm。因在原有道路上進(jìn)行支架搭設(shè)，故對(duì)高程變換較大的區(qū)域進(jìn)行回填處理。

3.2 臨時(shí)支座受力及梁體臨時(shí)加固

臨時(shí)支座內(nèi)部灌入混凝土，同時(shí)梁體底部按設(shè)計(jì)位置要求埋設(shè)永久支座上腿，并與臨時(shí)支座體進(jìn)行螺栓連接，臨時(shí)支座體下部與蓋梁頂部進(jìn)行膨脹螺栓錨固。臨時(shí)支座必須滿足設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)固有位置不變，確保平移后可放入設(shè)計(jì)墊石中。澆筑養(yǎng)護(hù)后，進(jìn)行支撐體系初次轉(zhuǎn)換，支架體系受力轉(zhuǎn)換為臨時(shí)支座受力(見(jiàn)圖3)。

圖3 臨時(shí)支座設(shè)計(jì)

為確保運(yùn)梁車過(guò)孔的整體性，在2個(gè)單線梁體上采用φ25軋螺紋鋼進(jìn)行單線梁橫向臨時(shí)固結(jié)，且拉桿同一腹板的內(nèi)外側(cè)進(jìn)行同時(shí)固定，分別在兩端及中間設(shè)置3道拉桿，使2片梁成為整體受力。除對(duì)拉外，端部還利用防落梁擋塊進(jìn)行橫向限位(見(jiàn)圖4)。

圖4 對(duì)拉措施結(jié)構(gòu)

3.3 運(yùn)梁車過(guò)孔軌跡控制

為確保梁體在運(yùn)梁車通行及平移時(shí)的整體穩(wěn)定性，防止下部梁體失穩(wěn)，預(yù)先通過(guò)MIDAS/Civil軟件計(jì)算安全系數(shù)最高的通行軌跡方案，使受拉鋼筋重心處應(yīng)力、受壓鋼筋重心處應(yīng)力、混凝土最大壓應(yīng)力、裂縫寬度在允許范圍內(nèi)。

運(yùn)梁車通過(guò)梁體時(shí)，將滿足要求的計(jì)算軌跡通過(guò)測(cè)量放線投射在既有梁上，并用黃線進(jìn)行標(biāo)識(shí)。左、右兩邊各安排1名管理人員指揮，確保運(yùn)梁車輪跡嚴(yán)格控制在黃色標(biāo)線內(nèi)。

3.4 梁體豎向頂升關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)各頂升點(diǎn)的計(jì)算頂升力和頂升位移量選擇匹配的千斤頂，確保頂升精度與變位控制的有效性，計(jì)算頂升力應(yīng)控制在千斤頂量程的60%～80%，頂升位移量應(yīng)控制在千斤頂公稱位移量的60%～80%。 根據(jù)頂升對(duì)象及變位幅度，選用200t千斤頂進(jìn)行頂升。安裝豎向頂升設(shè)備前，檢查頂升位置是否平整、設(shè)備是否垂直，確?？刂拼怪倍绕钤凇?mm。千斤頂與梁底間需墊鋼板，避免應(yīng)力集中。豎向頂升采用同步頂升技術(shù)同步提升兩端4臺(tái)千斤頂，千斤頂控制指標(biāo)以位移控制為主、頂升力控制為輔[6]，確保1min上升1cm，同時(shí)檢查每端2臺(tái)千斤頂高程差≤1mm，兩端高差≤3mm，每升1cm檢查1次，最終上升至45cm位置。同時(shí)，每臺(tái)千斤頂上設(shè)置止回閥防止梁體回落。頂升過(guò)程中，隨著高度提升，在梁底增加臨時(shí)支墩，消除不可預(yù)見(jiàn)性安全隱患，保證提升安全。頂升到位后，拆除臨時(shí)支座，安裝橫向移位器。

3.5 梁體橫縱向位移設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)

為解決單線梁回歸設(shè)計(jì)位置難題，對(duì)比研究高位多向平移技術(shù)，研發(fā)和優(yōu)化平移設(shè)備。根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)情況，綜合考慮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作，且經(jīng)濟(jì)可行、安全可靠等因素，選用滑道及滑塊+智能千斤頂+制動(dòng)控制系統(tǒng)組成的平移設(shè)備作為主要受力構(gòu)件。設(shè)備設(shè)計(jì)主要以橫向主滑道系統(tǒng)、滑塊支撐系統(tǒng)、縱向輔助滑道系統(tǒng)、多向智能千斤頂控制系統(tǒng)、梁體監(jiān)控系統(tǒng)等組成。

3.5.1橫向主滑道系統(tǒng)

橫向主滑道是平移過(guò)程中的主要受力構(gòu)件，由鋼結(jié)構(gòu)矩形管滑道、下支撐型鋼墊塊、橫向反力墻、接長(zhǎng)滑道連接及加固系統(tǒng)構(gòu)成。滑道上部放移梁支墩，用于支承箱梁，梁體與支墩間墊橡膠墊，支墩間由頂桿牽連，保證移梁時(shí)支墩平移的同步性。支墩后方是頂推油缸，油缸后部為反力座，油缸通過(guò)反力座推動(dòng)箱梁橫向移動(dòng)，反力座在滑道上的調(diào)整間距為200mm。主滑道每節(jié)1m，完整滑道由橫向移動(dòng)長(zhǎng)度確定拼接節(jié)數(shù)。主滑道采用2cm厚鋼板焊接而成，斷面呈矩形，滑道平面每隔20cm設(shè)置反力墻銷孔，便于反力墻交替固定前移。主滑道系統(tǒng)下方配20cm高鋼支撐墊塊(立體矩形塊)，便于調(diào)整滑道水平度和正常傳力?；琅c滑道間采用銷軸連接，移梁時(shí)箱梁每端鋪設(shè)1排橫移滑道，滑道應(yīng)安裝水平，不平處采用薄鋼板找平，橫向移位器安裝完成后，將梁體下落到移位器上，然后在梁上拉設(shè)防滑倒鏈，橫移時(shí)同步放松倒鏈，確保移梁安全。

3.5.2滑塊支撐系統(tǒng)

滑塊支撐設(shè)置于梁底與主滑道間，起支承傳力作用，構(gòu)件由2.5cm厚鋼板焊接而成，30cm高，呈梯形，滑塊一端與橫向千斤頂固定，下滑面兩側(cè)設(shè)置擋塊，呈槽形，卡于橫向主滑道上方，用于限位定向移動(dòng)?；篱g設(shè)置硅脂油、四氟滑板(見(jiàn)圖5)。

圖5 橫移設(shè)備連接結(jié)構(gòu)

3.5.3縱向輔助滑道系統(tǒng)

為確保梁體緩慢縱向平移，在滑塊區(qū)域增設(shè)縱向輔助滑道系統(tǒng)，橫向位置平移到位后，千斤頂重新頂起梁體，并拆除橫向移位器，安裝縱向移位器。縱向移位器由縱向短反力平臺(tái)、區(qū)域限位滑道區(qū)組成，用于箱梁縱向平移。因箱梁需縱向移動(dòng)的距離較小甚至無(wú)須縱向移動(dòng)，所以縱向移位器的油缸行程較短，主要由鋼板進(jìn)行焊接，與鋼銷固定于主滑道上。為減輕縱向移位器的質(zhì)量以方便搬運(yùn)，縱向移位器采用槽鋼作為滑道，油缸反力座直接與槽鋼焊成一體，油缸前端為移梁支墩，移梁時(shí)箱梁每端擺放2個(gè)縱移滑道。

3.5.4多向智能千斤頂控制系統(tǒng)

該設(shè)備主要靠千斤頂推動(dòng)行走，實(shí)現(xiàn)平移。為達(dá)到平移效果，滿足精準(zhǔn)歸位要求，設(shè)置多向智能千斤頂控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括豎向頂升設(shè)備組、橫向推進(jìn)設(shè)備組、縱向推進(jìn)設(shè)備組、計(jì)算機(jī)智能控制油泵系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多向同步，確保實(shí)體結(jié)構(gòu)、設(shè)備操作安全和整體穩(wěn)定。

3.5.5梁體監(jiān)控系統(tǒng)

平移過(guò)程需多方位監(jiān)控，包括千斤頂同步性監(jiān)控、滑道變形監(jiān)控、梁體位移監(jiān)控、梁體受力均勻及實(shí)體結(jié)構(gòu)監(jiān)控。

3.5.6梁體橫縱向平移技術(shù)

為保證箱梁平移過(guò)程中的穩(wěn)定性和安全性，平移前在箱梁底部加設(shè)防落梁擋塊，防止梁體傾斜滑落，確保箱梁安全(見(jiàn)圖6)。

圖6 防落梁擋塊

各項(xiàng)工作完成后，進(jìn)行橫縱向平移施工，梁體由豎向千斤頂下放至滑件上，確保兩端平移距離差≤5mm， 規(guī)定速度為2cm/min。

3.6 永久支座安裝

梁體平移到位后，千斤頂再次頂升梁體，梁底與墊石高度超過(guò)支座高度，然后安裝支座，先連接梁底，支座螺栓擰緊后梁體同步下落，下落速度及高差要求與頂升時(shí)相同，梁體落到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，開(kāi)始支座灌漿，灌漿料強(qiáng)度達(dá)到20MPa后拆除千斤頂。

3.7 內(nèi)側(cè)翼緣板后澆筑

平移后，為不影響梁體偏載問(wèn)題，立即澆筑內(nèi)側(cè)翼緣板。

3.8 后期梁體觀測(cè)控制

按以上流程完成每榀單線梁平移和結(jié)構(gòu)后澆帶，整體完成后，進(jìn)行30d的梁體觀測(cè)，確保施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

4 施工監(jiān)測(cè)

多向平移技術(shù)中，架橋機(jī)及運(yùn)梁車過(guò)孔所設(shè)置的平移準(zhǔn)備措施應(yīng)符合受力要求并保證結(jié)構(gòu)安全，平移設(shè)備滿足受力要求，平移過(guò)程中梁體變形及梁體結(jié)構(gòu)滿足要求。依照以上要求，在梁跨端部和中部分別安裝應(yīng)力測(cè)試裝置，同時(shí)在平移過(guò)程中對(duì)設(shè)備位置安裝相應(yīng)的測(cè)試裝置。除對(duì)應(yīng)力監(jiān)測(cè)外，還應(yīng)監(jiān)測(cè)標(biāo)高，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析原因后進(jìn)行調(diào)整。

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包含設(shè)計(jì)標(biāo)高、應(yīng)力突變情況、徐變、收縮、鋼結(jié)構(gòu)體受力、恒荷載和活荷載等，以上數(shù)據(jù)匯總換算后即為控制結(jié)構(gòu)安全和平移安全的依據(jù)。觀測(cè)點(diǎn)布置如圖7所示。各測(cè)點(diǎn)偏差需控制要求如表1所示。

圖7 觀測(cè)點(diǎn)布置

表1 滑道安裝質(zhì)量控制

5 質(zhì)量控制

施工質(zhì)量嚴(yán)格執(zhí)行GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、CECS 212∶2006《預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》及GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》等規(guī)定。千斤頂和油泵配合使用，根據(jù)摩擦系數(shù)試驗(yàn)取得初始應(yīng)力參數(shù)，并嚴(yán)格按初始應(yīng)力、運(yùn)行應(yīng)力控制，同時(shí)保障千斤頂行程保持基本同步。

由于平移滑道、滑塊支撐、反力墻等焊縫均為一級(jí)，因此需保證主要構(gòu)件對(duì)接焊縫的質(zhì)量。焊接采用超聲波探傷進(jìn)行檢測(cè)，一級(jí)焊縫100%自檢，第三方國(guó)家建筑鋼材質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行30%檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有缺陷的焊縫必須刨掉重焊，再次探傷檢測(cè)，直至合格。

6 結(jié)語(yǔ)

成都軌道交通10號(hào)線二期工程土建2標(biāo)高架段，應(yīng)天寺站—黃水站、黃水站—花源站區(qū)間施工的單線現(xiàn)澆箱梁高位多向平移施工，歷時(shí)20d完成平移施工任務(wù)，保證架橋機(jī)出站和進(jìn)站后通過(guò)，同時(shí)避免后期搶占工期，可實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)工期，保證施工質(zhì)量，施工全過(guò)程處于安全、穩(wěn)定、快速、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，證明制作、安裝、平移使用、拆除快捷高效的特點(diǎn)。通過(guò)單線現(xiàn)澆箱梁高位多向平移施工，總結(jié)平移施工的工藝流程，掌握高架地鐵車站島側(cè)無(wú)障礙通過(guò)解決措施，結(jié)構(gòu)非原位組合到拆分歸位技術(shù)，同時(shí)該高位多向平移提供了安全保障。