城市高架道路中架桥技术的开发与应用.doc

城市高架道路中架桥技术的开发与应用梁军（上海市第七建筑有限公司，上海 200050）摘要：随着改革开放的不断深入，城市高架桥梁的建设也进入空前的旺盛时期。但由于上海自身土地资源极为有限，决定了上海城市交通网的进一步发展必须往立体、空中、纵向，投资建设合理的一体化交通理念，因此，在施工用地有限的条件下，特别是为了缩短工期以及减少对周边交通的影响，在满足设计受力工况的条件下，如何选择一种更加经济、合理的施工方案，成为城市高架一体化建设中一个非常值得研究的问题。为此本文结合了工程实例（共和新路 12.5 标工程）分析了架桥技术在城市高架建设中所发挥的优势，得到了许多有意义的结论。关键词：城市高架；共和新路高架；架桥机；架梁Exploitation and Application of Technology of Gantryin Overhead Road of Big CityLIANG Jun(Shanghai No.7 Construction Co.,Ltd., Shanghai 200050,China)Abstract: The overhead road in big city is becoming more and more. In Shanghai, because of the limitedground source, the tridimensional, invest rational integrative traffic idea is necessary trend. So, under thecondition of limited construction ground ,especially to shorten the construction period and diminish the effecton the traffic, choosing a economical and rational construction technique to meet the design bearingrequirement is a valuable research question. Based on the engineering practice, it analyzes the advantage ofgantry technology in the overhead road construction in big city. Some conclusions are got.Keywords: overhead road in city, gantry at Gonghe New road, bridge-built machine, bridge beam1 工程概述共和新路高架 12.5 标工程，位于共和新路/场中路保德路区间，全长约 1.19km，其中分别包括一体化高架主线，10 号匝道和场中路车站。主线桥标准墩为双柱“Y”型墩，有地面交通需要时，主线桥墩为双柱“H”型墩，主线共计 38 跨 429 榀 T 型梁。其中 30m 跨 T 型梁有 33 跨计 372 榀；35m 跨 T 型梁 2 跨计 22 榀；场中路、闻喜路及保德路为 45m 大跨度共和新路一体化高架图T 型梁 3 跨合计 35 榀。30mT 型梁重 60 吨；35mT 型梁重 75 吨；45mT 型梁重 120 吨。主线 T 型梁搁置面标作者简介：梁军（1975），男，本科，上海市第七建筑有限公司。联系地址：上海市武夷路 150 号。122高，由南向北逐渐减小，最高处 23.979m，最低处 19.047m，自然地面平均标高 4.5m。工程难点有：1）共和新路高架 12.5 标工程所处的共和新路/场中路至保德路区段，位于彭浦新村中心区域，施工区域位于原共和新路路中，现施工现场两侧便道车流量日均约 10 万辆，是上海市东北区域的南北交通大动脉，交通十分繁忙。2）共和新路高架 12.5 标工程两侧便道下铺设有各类管线共约 22 种，且如上水、天然气等压力管的埋设深度均较浅，施工中的管线保护是施工安全控制的重点。3）共和新路高架采用地面交通、中间轻轨、上部高架道路一体化，中间轻轨采用现浇预应力箱梁，上部高架道路采用预制 T 型梁，工程工期紧，常规先进行上部 T 型梁吊装后进行预应力箱梁施工的施工顺序将引起材设投入过大，前、后工序搭接时间紧，施工流水无序等一系列问题。特别是在场中路车站位置，车站结构与轻轨预应力箱梁以及上部路面预制 T 型梁吊装施工三者工序之间相互制约非常大。2 施工方案的选择2.1 共和新路高架工程 12.5 标共和新路一体化高架 T 型梁吊装施工中，其最长 T 型梁长度达到了 45m，单根梁自重达到了 122 吨，T型梁支承面高度为 22m，普通 T 型梁长度也达到了 30m，自重近 65 吨。在此起吊重量和起吊高度的工况下，若采用大型履带吊吊装，必须采用两台起重量 150T 的履带吊机采用双机抬吊的方式，方能满足本工程的吊装施工。而两台吊机在同时进行吊装施工时，将把现有共和新路南北主干道全部占去，这将切断该地区的交通命脉，对外界环境影响极大，而在普通吊装工作中采用较多的分时、封路（单根）方案，由于工期紧，必须连续进行吊装施工，也无法实现；另一方面，施工区域两侧便道中铺设有各类管线共约22 种，如其中包括1000 煤气、1200 上水等压力管，由于目前便道将来正式道路施工时要加罩黑色，以上管道均埋设较浅。因此若采用履带吊施工，则必须采用有针对性的安全控制措施，给整个现场的安全动态管理带来了很达的难度。故我司拟采用架桥机进行 T 型梁的吊装。架桥机与履带吊在共和新路一体化高架架梁工程中的技术经济综合比较如右表所示。综上所诉，确定共和新路 12.5 标采用架桥机进行架梁施工。3 施工技术方案3.1 架桥机的选择架桥机的选择除必须满足现场最大重量的起吊要求外，还必须根据架桥机的特殊性能满足最大跨度的要求；根据共和新路 12.5 标工程架梁情况，现场的最重 T 型梁重量 122T，最大跨度为 45m。同时考虑架桥机机械现场施工的安全系数，架桥机的选择必须达到不小于 145T 的起吊重量和不小于 50 米跨度的要求。由于现场吊装起始点均比较高，共和新路约 20 米，因此，架桥机的组装难易程度也成为选择关键之一。以国内市场中的两大系列产品“日月明”和“大方”而言，前一种主梁为两根，单根梁采用的是平面工字梁形式，在满足起吊重量和跨距要求的情况下，其单梁自重也达到了 45 吨，而后者由于采用了“A”字断面的超静定空间桁架（二立杆）体系，则自重减到32.5 吨。因此前者的拼装提出了搭满堂钢支架平台零部件小机械吊上平台组装就位的方案，而后者就在前123者的基础上就增加了地面组装分榀一次吊上盖梁的方案。从现场施工的进度要求、安全施工控制等因素而言无疑后一方案极为可行。在进行综合比较后，我们选择了采用 DF50/150型架桥机(最大起重量 150 吨、最大跨度 50 米)架梁的技术方案。共和新路 12.5 标 DF50/150型架桥机示意图3.2 架桥机的拼装针对共和新路 12.5 标的实际施工工况，即盖梁高度较高、跨度较大，排除了常规桥接尾部拼装和搭设临时操作平台吊装方式后，采用分段地面组装，吊上盖梁后再整体拼装的方式。于现场厚路面地基上拼装，以满足架桥机拼装时的场地面积、地基承载力等要求。主桁架高空吊装示意图3.3 架桥机架梁施工3.3.1 施工流程架桥机架梁施工流程图124架桥机主桁架地面拼装示意图每跨 T 型梁架设顺序图3.3.2 吊装施工目前架桥机施工较成熟工艺为尾部喂梁。此方式架桥机施工时需要龙门吊协助配合，在高架匝道或者高架桥的起始位置安置龙门架。若遇高架情况，可利用匝道位置进行尾部喂梁。针对共和新路 12.5 标工程施工场地有限，受周边影响较大的实际情况，我司考虑采用了跨内斜吊的施工方法。1. 跨内斜吊施工方法1）使用运梁车把预制梁运送到桥下，后天车吊点距离 T 型梁端部 2m，前天车吊点在距预制梁头 1.2m的位置，捆好钢丝绳。先起吊前天车的吊点，并采用自行设计的时钟指针盘，控制角度至角度 14 度时停止（通过计算机仿真技术确定 T 型梁倾斜角为 14 度）。2）同时起吊前后两天车，使预制梁平稳上升至前天车吊点端先超过盖梁，并超过架桥机中支腿联结杆。3）两台起吊天车同步前移至预制梁最前端距盖梁20cm。4）启动前、后两起吊天车起升按钮，至后天车吊点，T型梁顶面离开盖梁 20cm。5）两台起吊天车同步前移，为后一步工序 T 型梁后天车吊点起吊以碰不到盖梁结构为标准。6）启动后起吊天车，使 T 型梁后吊点拉过盖梁结构。7）横向移动架桥机，至该榀 T 型梁的位置处，放好垫块，同时启动两台起吊天车的按钮，落梁就位。T 型梁斜吊倾斜 14 度控制图跨内斜吊现场施工图一跨内斜吊现场施工图二2.架桥机起梁吊装注意要点T 型梁提升时必须防止起吊天车下滑溜车，架桥机起吊天车携 T 型梁纵移时必须确保两台天车同步，天车携梁启动运行过程中严禁点击控制开关，避免给架桥机本身带来过大冲击。3. 共和新路 12.5 标工程架桥机过孔步骤1）起吊天车把中支腿及横移方梁吊运到前盖梁处，起吊天车退到架桥机后部，运梁平车和架桥机联结。2）利用中支腿和运梁平车的动力，推动架桥机主梁纵移到导梁前支腿到达前盖梁。3）支好导梁前支腿，利用前支腿的吊挂装置把前支腿运行到前盖梁处，事先需铺设好横移方梁，支好前支腿。4）利用前、中支腿及运梁平车的动力继续把架桥机主梁走到工作位置，架桥机处于工作状态。125步骤一步骤三步骤二步骤四4 实施效果4.1 共和新路 12.5 标工程共和新路一体化高架 12.5 标工程采用架桥机吊装后，在确保质量、安全的前提下，不仅满足了业主对工期的要求，同时又降低了施工成本。主要表现在：1）施工速度快 。共和新路一体化高架 12.5 标主线 38 跨共计 429 榀 T 型梁，全部采用架桥机进行架设。在架设过程中，每 2 天完成一跨 T 型梁（一跨为 11 榀 T 型梁，少数跨为 13 榀、15 榀）的吊装及过孔工作，即可以进行下一跨 T 型梁的吊装。提前了 4 天完成指挥部 6 月底主线贯通的节点要求。2）成本低。通过对共和新路 12.5 标工程的架梁方案进行研究，一共有二种方法可以解决预制梁的吊装问题，方案一：采用两台 150 吨履带吊或以上吨位进行吊装；方案二：采用架桥机通过架梁工艺进行吊装。经过比较，采用 DF50/150 型架桥机吊装比采用 150 履带吊双机抬吊其工程成本可节约 40 万。3）地基要求低。使用架桥机跨内斜吊的方法进行城市高架的吊装对地基处理的要求只是对地面起梁位置处的地基处理。4）对环境影响小。采用架桥机架设城市高架，对地面道路以及架空线的影响可以减到最小程度。综上所述，随着建筑业的不断发展以及对城市环境质量改善要求的不断提高，城市基础设施建设中，特别是道路、桥梁施工中，桥面梁越来越多地采用工厂或地面预制。由于这些梁一般跨度都比较大，而且设计行车等级要求高，每一根梁的体形大、重量重，因此，如何高