城市全互通立交快速化施工關(guān)鍵技術(shù)淺析

池　飛，林寅鑫，陳建杰

（1.寧波市城區(qū)內(nèi)河管理處，浙江　寧波 315000；2.寧波通途投資開(kāi)發(fā)管理有限公司，浙江　寧波 315000；3.浙江新中源建設(shè)有限公司，浙江　寧波　315040）

城市全互通立交快速化施工關(guān)鍵技術(shù)淺析

池飛1，林寅鑫2，陳建杰3

（1.寧波市城區(qū)內(nèi)河管理處，浙江寧波 315000；2.寧波通途投資開(kāi)發(fā)管理有限公司，浙江寧波 315000；3.浙江新中源建設(shè)有限公司，浙江寧波315040）

在城市建設(shè)過(guò)程中，全互通立交線型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響因素多，施工周期長(zhǎng)、區(qū)域交通易阻塞是最為突出的問(wèn)題。如何做到快捷而又高效的快速實(shí)施，有效縮短工期，最大程度地減少對(duì)城市交通通行能力的影響，減少對(duì)施工區(qū)域附近的居民出行的干擾，這是一個(gè)在講究“和諧共建，惠及民生”城建建設(shè)基調(diào)下日益突出的問(wèn)題。以寧波市東苑立交快速化改造一期工程為背景，淺析了為解決快速化施工需求而采取的各項(xiàng)施工關(guān)鍵技術(shù)，希望能為類似的城市全互通立交實(shí)施提供參考借鑒。

全互通立交；快速化施工；預(yù)制小箱梁吊裝、鋼箱梁吊

0　引言

城市快速路網(wǎng)建設(shè)已被國(guó)內(nèi)外許多城市證實(shí)為緩解城市交通擁堵的一個(gè)有效途徑，但同時(shí)也面臨更多復(fù)雜的建設(shè)難題，譬如征地拆遷、高壓線路遷改、原水干管保護(hù)、保通工程節(jié)點(diǎn)卡口等外部建設(shè)條件制約因素。因此，城市快速路更為突出的問(wèn)題是在施工過(guò)程當(dāng)中，如何做到快捷而又高效的快速實(shí)施，有效縮短工期，最大程度地減少對(duì)市區(qū)交通通行能力的干擾，減少對(duì)施工區(qū)域附近的居民出行的干擾，這是一個(gè)在講究“和諧共建，惠及民生”城建建設(shè)基調(diào)下日益突出的問(wèn)題。本文以寧波城市快速路網(wǎng)中的一個(gè)關(guān)鍵全互通立交節(jié)點(diǎn)改造為工程背景，淺析了為解決快速化施工需求而采取的各項(xiàng)施工關(guān)鍵技術(shù)，希望能為類似的城市全互通立交實(shí)施提供參考借鑒。

1　工程概況

寧波市東苑立交快速化改造一期工程I標(biāo)是在現(xiàn)狀東苑立交上新建四層樞紐互通立交。新建互通與現(xiàn)狀立交構(gòu)成六層上下分離、功能獨(dú)立的樞紐型互通立交。設(shè)計(jì)主線高架長(zhǎng)886 m，標(biāo)準(zhǔn)橋面寬25.5 m，位于現(xiàn)狀跨線橋的北側(cè)；設(shè)計(jì)預(yù)留南北向直行高架橋?qū)崿F(xiàn)南北互通，并設(shè)置4個(gè)轉(zhuǎn)向匝道實(shí)現(xiàn)全互通功能；同時(shí)，保留現(xiàn)狀東苑立交以供地面輔道系統(tǒng)使用。

2　總體思路及施工工藝

改造工程由環(huán)城南路高架主線及八個(gè)轉(zhuǎn)向匝道組成。環(huán)城南路主線高架采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的預(yù)制小箱梁結(jié)構(gòu)形式，跨線及跨路口處采用跨越能力較大的鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支疊合梁結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向匝道則采用現(xiàn)澆箱梁及連續(xù)鋼箱梁的結(jié)構(gòu)形式。上部結(jié)構(gòu)形式分布如圖1所示。

圖1　上部結(jié)構(gòu)形式分布圖

2.1施工重難點(diǎn)

（1）立柱高度高，立交最高層近40 m，立柱、現(xiàn)澆箱梁施工和鋼箱梁吊裝難度大；

（2）與原立交跨線橋部分重疊，并且跨越甬新河，跨路、跨河現(xiàn)澆蓋梁和箱梁支架搭設(shè)困難；

（3）世紀(jì)大道為寧波市進(jìn)出高速的主干道，是寧波東高速出口的必經(jīng)之路，邊保通邊施工給交通組織帶來(lái)了很大的壓力，交通組織是否合理，直接關(guān)系到該工程工期和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2施工工藝

因該工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，受影響因素多，立柱、蓋梁、箱梁施工都采取了部分快速化施工工藝，確保了安全、質(zhì)量和進(jìn)度。

立柱采用了成品梯籠代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼管腳手架，極大的降低了腳手架搭拆帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，提高了搭拆速度。

蓋梁跨老橋和跨河段采用型鋼支架，避免對(duì)老橋產(chǎn)生影響。

主線預(yù)制小箱梁及部分鋼疊合梁吊裝采用架橋機(jī)安裝，剩余鋼結(jié)構(gòu)疊合梁和匝道鋼箱梁主要采用履帶吊吊裝的方法實(shí)現(xiàn)快速化施工。

3　快速化施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1立柱梯籠施工技術(shù)

本工程立柱普遍高度高，最高達(dá)36 m，傳統(tǒng)鋼管腳手架搭拆對(duì)操作工人要求高，勞動(dòng)效率低，安全風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)大。為確保安全性，根據(jù)該工程立柱外形尺寸，加工成品梯籠，梯籠高度2 m，寬度5.4 m，一周分4塊制作，現(xiàn)場(chǎng)吊車配合人工進(jìn)行組裝，縱橫向用M18螺栓連接，并每隔3層與已澆筑立柱混凝土用鋼管抱箍連接加固。如圖2。

圖2　梯籠效果圖

對(duì)于高度大于15 m的高立柱，梯籠采取分段搭設(shè)、組裝，梯籠搭設(shè)至每次立柱混凝土澆筑高度+ 2 m（首次澆筑12～14 m，以后單次澆筑6～12 m），并在腳手架頂部四角設(shè)置纜風(fēng)繩，與立柱四周的槽鋼地錨連接牢固。待下節(jié)立柱混凝土澆筑完成后再搭設(shè)上部腳手架，并分段與已澆筑完成的立柱混凝土每隔3步（6 m）抱固在一起后，拆除下部纜風(fēng)繩，在上節(jié)腳手架頂部四周設(shè)置纜風(fēng)繩以提高立柱腳手架的穩(wěn)定性。

梯籠施工腳手架搭拆方便，安全性高，給立柱鋼筋綁扎和混凝土澆筑創(chuàng)造了良好的工作面，提高了立柱施工的效率。

3.2預(yù)制小箱梁和疊合梁吊裝施工技術(shù)

預(yù)制小箱梁采用工廠預(yù)制，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后采用架橋機(jī)跨內(nèi)起梁的方式進(jìn)行吊裝，現(xiàn)場(chǎng)施工中橫梁和端橫梁，簡(jiǎn)支變連續(xù)，現(xiàn)場(chǎng)施工工程量較小，工藝成熟，施工快速。

疊合梁采用分段制作，在需要安裝的蓋梁底部焊接成整體后采用架橋機(jī)整體吊裝完成。

3.3鋼箱梁吊裝施工技術(shù)

該工程跨路、跨老橋段和部分大跨度匝道箱梁采用鋼箱梁，因立柱高度高，吊裝作業(yè)難度很大。現(xiàn)場(chǎng)采取工廠分段加工，現(xiàn)場(chǎng)地面焊接組裝成局部整體后設(shè)置臨時(shí)支撐，再吊裝拼接的方式進(jìn)行施工。

（1）鋼箱梁分段

根據(jù)構(gòu)件尺寸及運(yùn)輸情況，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)吊裝條件，需對(duì)鋼橋梁進(jìn)行縱向分段與橫向分段。縱向分段線應(yīng)選擇正應(yīng)力與剪應(yīng)力均較小的橋跨1/4、3/4位置，同時(shí)應(yīng)避開(kāi)橫隔板200 mm以上距離；橫向分段線應(yīng)避開(kāi)腹板200 mm以上距離，同時(shí)盡量使得分段后截面規(guī)則，重心居中以便于后期吊裝的穩(wěn)定。

（2）現(xiàn)場(chǎng)拼裝

構(gòu)件在加工廠進(jìn)行分段制作，運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)后在地面進(jìn)行拼裝。地面拼裝時(shí)需要布置拼裝胎架，拼裝胎架用H588×300的H型鋼，如圖3，H型鋼上焊接調(diào)整板塊，用水平尺調(diào)整胎架平整度，軸線位置用經(jīng)緯儀進(jìn)行控制，并以全站儀控制構(gòu)件整體拼裝線性。胎架整體布置如圖4。

圖3　胎架斷面示意圖

圖4　胎架整體布置圖

箱梁拼裝區(qū)域，需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行硬化，拼裝時(shí)在夯實(shí)路面上放置路基板，把胎架放置在路基板上。鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)吊裝如圖5所示。

圖5　鋼箱梁吊裝圖

3.4蓋梁、箱梁型鋼支架施工技術(shù)

因工程位于現(xiàn)狀東苑立交區(qū)域范圍，現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)面狹小，蓋梁、箱梁普遍上跨現(xiàn)狀環(huán)城南路和原有匝道，且高度高。根據(jù)傳統(tǒng)施工工藝，蓋梁、箱梁支架主要采用碗扣支架施工，具有搭設(shè)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)。

為確保快速施工，該工程跨路、跨河和影響因素多的蓋梁和箱梁采用型鋼支架。具有搭拆迅速、安全穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，適合該工程的實(shí)際施工條件。對(duì)跨路區(qū)段蓋梁，因蓋梁跨度較大，采取對(duì)老橋進(jìn)行加固后在老橋上設(shè)置型鋼支撐，設(shè)置型鋼縱梁后施工蓋梁，如圖6。

對(duì)跨河區(qū)段，為了減少蓋梁支架對(duì)甬新河過(guò)流斷面的影響，采用抱箍+型鋼支架的形式，如圖7。

圖7　跨河段蓋梁型鋼支架示意圖

跨河段箱梁支架采用大鋼管+型鋼橫梁+貝雷梁縱梁的形式，如圖8。

圖8　跨河段箱梁型鋼支架示圖

3.5交通組織優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)

本工程擬計(jì)劃對(duì)世紀(jì)大道受工程影響的路段進(jìn)行5次交通導(dǎo)改（見(jiàn)圖9），以確保世紀(jì)大道的交通要求以及橋梁、排水、道路結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行。根據(jù)施工進(jìn)展，可將5次交通導(dǎo)改劃分為3個(gè)階段如下：

圖9　交通導(dǎo)改示意圖

第一階段：世紀(jì)大道區(qū)域內(nèi)橋梁下部結(jié)構(gòu)施工階段，交通導(dǎo)改分為兩次進(jìn)行。第1次將東半幅拓寬，封閉世紀(jì)大道西半幅，以便進(jìn)行世紀(jì)大道西半幅區(qū)域內(nèi)下部結(jié)構(gòu)施工；第2次將西半幅拓寬，封閉世紀(jì)大道東半幅，以便進(jìn)行世紀(jì)大道東半幅區(qū)域內(nèi)下部結(jié)構(gòu)施工。

第二階段：世紀(jì)大道區(qū)域內(nèi)上部結(jié)構(gòu)施工階段，共進(jìn)行1次交通導(dǎo)改（至此已進(jìn)行3次交通導(dǎo)改）。將原世紀(jì)大道受工程影響路段全部封閉，于原世紀(jì)大道西側(cè)新建一段6車道（3來(lái)3去）翻交便道，以便進(jìn)行世紀(jì)大道區(qū)域內(nèi)的上部結(jié)構(gòu)（現(xiàn)澆箱梁、鋼箱梁、預(yù)制小箱梁）施工。

第三階段：世紀(jì)大道區(qū)域內(nèi)排水工程、地面道路工程施工階段，共進(jìn)行2次交通導(dǎo)改（至此5次交通導(dǎo)改全部完成）。第4次交通導(dǎo)改為封閉第二階段新建道路，將交通引導(dǎo)至原世紀(jì)大道東半幅，以便進(jìn)行排水工程施工；第5次交通導(dǎo)改為修補(bǔ)第二階段新建道路封閉本工程施工范圍內(nèi)的世紀(jì)大道路段，將交通引導(dǎo)至新建道路，以便進(jìn)行世紀(jì)大道道路工程施工。

通過(guò)立交區(qū)域內(nèi)新建交通便道進(jìn)行交通導(dǎo)改，比立交外側(cè)繞行節(jié)約了約三個(gè)月工期，節(jié)省了二百多萬(wàn)成本，使社會(huì)影響降到了最低限度，符合本工程的基本定位。

4　結(jié)束及展望

寧波市東苑立交快速化改造一期工程為多層全互通立交系統(tǒng)，具有橋型結(jié)構(gòu)多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工條件苛刻、限制因素多等特點(diǎn)。在施工過(guò)程中，圍繞快速化施工的基本原則，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，充分利用現(xiàn)有資源條件，合理設(shè)計(jì)，優(yōu)化施工組織方案，將多種結(jié)構(gòu)施工方式組織協(xié)調(diào)，綜合應(yīng)用。尤其對(duì)構(gòu)件吊裝和現(xiàn)澆工藝進(jìn)行擴(kuò)展，保證了工程的順利進(jìn)行，也為以后全互通多層立交擴(kuò)建工程的施工提供了借鑒。

［1］JTG D60-2015，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范［S］.

［2］JTG D62-2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］黃繩武.橋梁施工及組織管理［M］.北京:北京交通出版社，2001.

［4］陳偉，李明，橋梁施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2002.

［5］朱宗余.對(duì)互通式立交設(shè)計(jì)幾個(gè)問(wèn)題的探討［J］.中外公路，2004（6）：4-5.

U445.45

B

1009-7716（2016）07-0183-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.07.053

2016-05-20

池飛（1966-），男，浙江永康人，高級(jí)工程師，從事內(nèi)河整治工程管理工作。