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摘 要:随着城市的发展,繁忙城市中高架桥的建设也与日俱增,且大多数高架桥在老路上建设,桥梁建设过程中需保证现有道路的正常通行。对于跨度需求较大的重要交通路口,施工期间的双向保通方案将成为设计和施工方案的控制性因素。桥梁平转施工技术的应用,较好地解决了中大跨度市政桥梁跨越重要交通路口的保通问题,本文以武汉市光谷大道(三环线~珞喻东路)快速化改造工程跨铁路段桥梁工程为例,介绍了市政桥梁平转设计和施工全过程的双向保通方案的实施,最后结合国内部分桥梁的平转施工对市政桥梁平转技术的进一步发展进行展望,希望能为今后在市政桥梁中的应用提供借鉴和参考。
关键词:平转技术 市政桥梁 施工方案 保通方案 展望
1 概述
近年来,随着我国城市建设的飞速发展,城市高架风貌也日新月异。对于城区既有道路新建高架桥而言,既有道路在施工期间的通行已成为目前城市建设的一个重要问题。对此,桥梁快速化设计施工方案等一系列措施也应运而生,但是对于跨度需求较大的重要交通路口或无法搭设支架的立体交叉路口,施工期间的保通方案在市政桥梁设计和施工过程中仍然需要重点研究。
国内交叉路段中大跨度市政桥梁保通施工方案主要有悬臂浇筑、悬臂拼装、顶推等,可较好地实现施工期间的保通,但须进行必要的安全防护,且对于重要交通路口(例如重要铁路等),施工方案的选择仍然受到限制。近年来,市政桥梁平转施工技术的应用[1],较好地解决了中大跨度市政桥梁跨越重要交通路口的部分保通问题,特別是与客运铁路等通行要求较高的交叉路口。
本文以武汉市光谷大道(三环线~珞喻东路)快速化改造工程跨铁路段桥梁工程为例,介绍了市政桥梁平转技术的设计和施工全过程的双向保通方案的实施,既减小了施工期间对铁路运营的干扰和影响,又保证了施工期间地面道路的全时通行。
2 光谷大道上跨铁路桥设计方案
现状光谷大道为地面道路,与铁路交叉路口采用2孔13m框架桥下穿铁路。光谷大道(三环线~珞喻东路)快速化改造工程为在既有道路中央新建高架桥,与铁路交叉部位采用高架上跨方案,原地面道路做为慢行交通。
光谷大道与铁路交叉部位的铁路为南环铁路和余花联络线,共四股道,铁路为路堤形式,路堤顶宽26m,边坡坡脚全宽约56m,光谷大道上跨铁路桥采用2孔62.5m跨径跨越,桥梁全宽40m。
受跨度及景观要求的影响,桥梁不具备采用装配式结构的条件,另外,由于南环铁路客车密度较大,采用悬臂浇筑或者悬拼方案基本不可行,如采用顶推方案,则因桥宽超出地面道路通道红线而无法满足施工期间既有光谷大道地面道路通行需求,因此,桥梁采用平面转体设计方案[2]。
为保证桥墩施工不影响地面通道通行,主墩采用单体薄壁墩,宽壁顺桥向布置,钢筋混凝土结构,底部尺寸13m×4m,顶部尺寸13m×10.8m,顶帽尺寸16.5m×10.8m;主墩采用群桩基础,设置2x4根直径2.0m桩基。墩顶设置转盘,转盘尺寸9.4m×9.4m,转体直径7.8m。边墩采用分体式桥墩,墩柱采用矩形截面,中墩墩身尺寸2.4m×2.0m,6.5m×6.5m×2.5m的承台,配置4根直径1.6m桩基础;辅墩墩身尺寸1.8m×1.5m,6.5m×2.5m×2.5m的承台,配置2根直径1.6m桩基础。
梁部采用2孔62.5m变高度钢箱梁,中墩墩顶横梁部位布设转体系统。钢箱梁端部梁高2.8m,中支点梁高6.0m,腹板外缘保持与引桥保持一致,采用斜腹板结构,梁底采用二次抛物线过渡;钢箱梁单幅顶宽40m,底宽30.17~32.6m(如图1所示)。
3 施工期间保通方案
转体前钢箱梁沿铁路方向拼装,拼装长度为2孔58.5m,为不影响地面交通,保证主墩两侧铁路通道桥正常通行,在主墩两侧搭设钢管柱,顶部设置贝雷梁,在贝雷梁顶部搭设钢管柱支撑架进行梁体拼装。施工区域位于铁路南侧,钢箱梁最外边缘距离铁路防护栅栏线5.6m,梁底与轨面高差为11.89m,桥梁顺时针转体角度92.9度,转体前后均不影响铁路设备正常运行,满足转体施工过程要点即可(如图2所示)。
桥梁采用墩顶转体施工方案,避免了桥墩转动对地面交通的影响。转体施工前,拆除支撑钢管柱,梁体处于悬臂平衡状态,对地面交通基本无影响,转体过程中也对桥下无影响。转体完成在边墩附近搭设支撑钢管柱进行合拢段拼装,全过程基本对地面交通无影响。转体施工流程如下:
(1)进行墩柱分次浇筑、预留滑道、球铰骨架,预留顶面60cm不浇筑,强度到期进行张拉压浆,安装下球铰。
(2)下球绞的精调、安装滑道钢板、施工反力座、牵引台座,安装上球铰。
(3)上球铰安装、绑扎转台钢筋、三向预应力,模板安装,浇筑转台混凝土,施工上转盘、混凝土浇筑,张拉压浆,施工垫石,安装支座。
(4)钢箱梁S0节段吊装、按吊装顺序二端施工,完成钢箱梁桥面附属。
(5)梁体称重,安装转体张拉设备和油泵控制设备。对转体现场、梁顶进行卫生打扫,并对梁顶端部进行临边围护;将转体牵引索与千斤顶进行连接夹紧;拆除砂箱,并在撑脚下铺垫四氟乙烯板。
(6)要点封锁线路进行钢箱梁试转和正式转体,在试转体结束后,立即对箱梁进行有效约束、固定。
(7)转体正位后用千斤顶调整梁体线形合拢,转体到位后用调姿千斤顶对箱梁进一步精确调整姿态,达到设计要求后,对箱梁转盘先进行焊接固定,再进行混凝土封固处理。
(8)支架拼装合拢段钢箱梁吊装、焊接。
光谷大道上跨铁路桥转体施工于2019年6月22日完成,于2019年8月合拢,10月通车,为国内首例施工过程中不中断地面交通的城市桥梁。
4 桥梁平转技术的展望
我国桥梁施工平转技术起步相对较晚,起初主要用于地形较为复杂的公路或者铁路桥梁。近年来,随着我国公路、铁路和城市建设的发展,越来越多的桥梁平转施工应用到铁路上跨铁路、公路及城市道路上跨铁路中,例如武汉市姑嫂树路上跨铁路桥[3]、武汉市左庙路上跨铁路桥、武汉市常青路上跨铁路桥[4]、武汉市北四环上跨武汉北编组站、武汉市杨泗港快速通道上跨武汉南编组站[5]、菏泽市丹阳路上跨铁路桥[6]、唐山二环路上跨铁路桥[7]、保定市凯乐大街上跨铁路桥等,均采用平转施工方案。
5 结语
本文通过光谷大道上跨铁路桥介绍了市政桥梁平转设计和施工全过程的保通方案的实施,并从国内部分桥梁平转方案的顺利实施等方面,对今后平转设计和施工技术在市政桥梁中的应用前景进行展望,希望能为以后市政桥梁交叉工程的设计提供借鉴和参考。
参考文献
[1] 程飞,张琪峰,王景泉.我国桥梁转体施工技术的发展现状与前景[J].铁道标准设计,2011(6):67-71.
[2] 古玉兰.上跨铁路营业线桥梁施工技术与施工方案比选方法研究[D].清华大学,2017.
[3] 吴帅峰.姑嫂树路跨铁路立交桥设计[J].桥梁建设,2014,44(4):80-84.
[4] 肖宇松,陈银伟.极不平衡桥梁转体球铰设计方法[J].铁道建筑,2019(11):31-33.
[5] 周继,王新国,严定国,等.武汉市杨泗港快速通道跨线斜拉桥总体设计[J].桥梁建设,2018,44(6):87-92.
[6] 张伟.菏泽市丹阳路大桥设计[J].桥梁建设,2015(3):96-100.
[7] 张雷,周岳武,杨斌.唐山二环路特大吨位转体斜拉桥设计[J].世界桥梁,2019(6):9-13.
关键词:平转技术 市政桥梁 施工方案 保通方案 展望
1 概述
近年来,随着我国城市建设的飞速发展,城市高架风貌也日新月异。对于城区既有道路新建高架桥而言,既有道路在施工期间的通行已成为目前城市建设的一个重要问题。对此,桥梁快速化设计施工方案等一系列措施也应运而生,但是对于跨度需求较大的重要交通路口或无法搭设支架的立体交叉路口,施工期间的保通方案在市政桥梁设计和施工过程中仍然需要重点研究。
国内交叉路段中大跨度市政桥梁保通施工方案主要有悬臂浇筑、悬臂拼装、顶推等,可较好地实现施工期间的保通,但须进行必要的安全防护,且对于重要交通路口(例如重要铁路等),施工方案的选择仍然受到限制。近年来,市政桥梁平转施工技术的应用[1],较好地解决了中大跨度市政桥梁跨越重要交通路口的部分保通问题,特別是与客运铁路等通行要求较高的交叉路口。
本文以武汉市光谷大道(三环线~珞喻东路)快速化改造工程跨铁路段桥梁工程为例,介绍了市政桥梁平转技术的设计和施工全过程的双向保通方案的实施,既减小了施工期间对铁路运营的干扰和影响,又保证了施工期间地面道路的全时通行。
2 光谷大道上跨铁路桥设计方案
现状光谷大道为地面道路,与铁路交叉路口采用2孔13m框架桥下穿铁路。光谷大道(三环线~珞喻东路)快速化改造工程为在既有道路中央新建高架桥,与铁路交叉部位采用高架上跨方案,原地面道路做为慢行交通。
光谷大道与铁路交叉部位的铁路为南环铁路和余花联络线,共四股道,铁路为路堤形式,路堤顶宽26m,边坡坡脚全宽约56m,光谷大道上跨铁路桥采用2孔62.5m跨径跨越,桥梁全宽40m。
受跨度及景观要求的影响,桥梁不具备采用装配式结构的条件,另外,由于南环铁路客车密度较大,采用悬臂浇筑或者悬拼方案基本不可行,如采用顶推方案,则因桥宽超出地面道路通道红线而无法满足施工期间既有光谷大道地面道路通行需求,因此,桥梁采用平面转体设计方案[2]。
为保证桥墩施工不影响地面通道通行,主墩采用单体薄壁墩,宽壁顺桥向布置,钢筋混凝土结构,底部尺寸13m×4m,顶部尺寸13m×10.8m,顶帽尺寸16.5m×10.8m;主墩采用群桩基础,设置2x4根直径2.0m桩基。墩顶设置转盘,转盘尺寸9.4m×9.4m,转体直径7.8m。边墩采用分体式桥墩,墩柱采用矩形截面,中墩墩身尺寸2.4m×2.0m,6.5m×6.5m×2.5m的承台,配置4根直径1.6m桩基础;辅墩墩身尺寸1.8m×1.5m,6.5m×2.5m×2.5m的承台,配置2根直径1.6m桩基础。
梁部采用2孔62.5m变高度钢箱梁,中墩墩顶横梁部位布设转体系统。钢箱梁端部梁高2.8m,中支点梁高6.0m,腹板外缘保持与引桥保持一致,采用斜腹板结构,梁底采用二次抛物线过渡;钢箱梁单幅顶宽40m,底宽30.17~32.6m(如图1所示)。
3 施工期间保通方案
转体前钢箱梁沿铁路方向拼装,拼装长度为2孔58.5m,为不影响地面交通,保证主墩两侧铁路通道桥正常通行,在主墩两侧搭设钢管柱,顶部设置贝雷梁,在贝雷梁顶部搭设钢管柱支撑架进行梁体拼装。施工区域位于铁路南侧,钢箱梁最外边缘距离铁路防护栅栏线5.6m,梁底与轨面高差为11.89m,桥梁顺时针转体角度92.9度,转体前后均不影响铁路设备正常运行,满足转体施工过程要点即可(如图2所示)。
桥梁采用墩顶转体施工方案,避免了桥墩转动对地面交通的影响。转体施工前,拆除支撑钢管柱,梁体处于悬臂平衡状态,对地面交通基本无影响,转体过程中也对桥下无影响。转体完成在边墩附近搭设支撑钢管柱进行合拢段拼装,全过程基本对地面交通无影响。转体施工流程如下:
(1)进行墩柱分次浇筑、预留滑道、球铰骨架,预留顶面60cm不浇筑,强度到期进行张拉压浆,安装下球铰。
(2)下球绞的精调、安装滑道钢板、施工反力座、牵引台座,安装上球铰。
(3)上球铰安装、绑扎转台钢筋、三向预应力,模板安装,浇筑转台混凝土,施工上转盘、混凝土浇筑,张拉压浆,施工垫石,安装支座。
(4)钢箱梁S0节段吊装、按吊装顺序二端施工,完成钢箱梁桥面附属。
(5)梁体称重,安装转体张拉设备和油泵控制设备。对转体现场、梁顶进行卫生打扫,并对梁顶端部进行临边围护;将转体牵引索与千斤顶进行连接夹紧;拆除砂箱,并在撑脚下铺垫四氟乙烯板。
(6)要点封锁线路进行钢箱梁试转和正式转体,在试转体结束后,立即对箱梁进行有效约束、固定。
(7)转体正位后用千斤顶调整梁体线形合拢,转体到位后用调姿千斤顶对箱梁进一步精确调整姿态,达到设计要求后,对箱梁转盘先进行焊接固定,再进行混凝土封固处理。
(8)支架拼装合拢段钢箱梁吊装、焊接。
光谷大道上跨铁路桥转体施工于2019年6月22日完成,于2019年8月合拢,10月通车,为国内首例施工过程中不中断地面交通的城市桥梁。
4 桥梁平转技术的展望
我国桥梁施工平转技术起步相对较晚,起初主要用于地形较为复杂的公路或者铁路桥梁。近年来,随着我国公路、铁路和城市建设的发展,越来越多的桥梁平转施工应用到铁路上跨铁路、公路及城市道路上跨铁路中,例如武汉市姑嫂树路上跨铁路桥[3]、武汉市左庙路上跨铁路桥、武汉市常青路上跨铁路桥[4]、武汉市北四环上跨武汉北编组站、武汉市杨泗港快速通道上跨武汉南编组站[5]、菏泽市丹阳路上跨铁路桥[6]、唐山二环路上跨铁路桥[7]、保定市凯乐大街上跨铁路桥等,均采用平转施工方案。
5 结语
本文通过光谷大道上跨铁路桥介绍了市政桥梁平转设计和施工全过程的保通方案的实施,并从国内部分桥梁平转方案的顺利实施等方面,对今后平转设计和施工技术在市政桥梁中的应用前景进行展望,希望能为以后市政桥梁交叉工程的设计提供借鉴和参考。
参考文献
[1] 程飞,张琪峰,王景泉.我国桥梁转体施工技术的发展现状与前景[J].铁道标准设计,2011(6):67-71.
[2] 古玉兰.上跨铁路营业线桥梁施工技术与施工方案比选方法研究[D].清华大学,2017.
[3] 吴帅峰.姑嫂树路跨铁路立交桥设计[J].桥梁建设,2014,44(4):80-84.
[4] 肖宇松,陈银伟.极不平衡桥梁转体球铰设计方法[J].铁道建筑,2019(11):31-33.
[5] 周继,王新国,严定国,等.武汉市杨泗港快速通道跨线斜拉桥总体设计[J].桥梁建设,2018,44(6):87-92.
[6] 张伟.菏泽市丹阳路大桥设计[J].桥梁建设,2015(3):96-100.
[7] 张雷,周岳武,杨斌.唐山二环路特大吨位转体斜拉桥设计[J].世界桥梁,2019(6):9-13.