大體積分節(jié)裝配式蓋梁的優(yōu)化調(diào)整

蔣 峰 賈帥鋒 張加琪

上海建工集團(tuán)股份有限公司總承包部 上海 200080

隨著大中型城市的高速發(fā)展，人口密度不斷提高，道路交通、市政設(shè)施交錯(cuò)縱橫，修建高架橋梁以緩解城市交通壓力勢(shì)在必行。在城市中心既有道路基礎(chǔ)上改建，對(duì)工程施工提出了更高的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)澆筑工藝，工程效率低，施工技術(shù)落后，對(duì)周邊交通及環(huán)境影響較大，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化城市交通發(fā)展的需求。相比之下，裝配式施工[1]可有效縮短工期、緩解施工帶來的不便，降低安全質(zhì)量管控難度，減小對(duì)周邊環(huán)境的影響。

本文以上海龍東大道改建工程為例，分析大體積裝配式蓋梁分節(jié)施工的優(yōu)化調(diào)整。

上海龍東大道（羅山路—G1503）改建工程2標(biāo)為預(yù)制裝配式橋梁工程，整體裝配率高達(dá)90%。本工程主干道高架中多為大體積預(yù)制蓋梁，超高超寬超重的特征給構(gòu)件施工帶來了眾多挑戰(zhàn)。通過設(shè)計(jì)干接和濕接縫工藝[2]，調(diào)整預(yù)應(yīng)力及張拉方式，分幅分節(jié)制作、運(yùn)輸與安裝，最終確保了龍東大道改建工程全線超寬幅高架道路的順利通車。

1 工程概況

龍東大道（羅山路—G1503）改建工程2標(biāo)起點(diǎn)樁號(hào)為K3＋675、終點(diǎn)樁號(hào)為K9＋900，全長(zhǎng)6 225 m（圖1），高架道路蓋梁均采用預(yù)制形式，分為雙立柱的標(biāo)準(zhǔn)段和四門墩的加寬段，標(biāo)準(zhǔn)段雙向6車道（圖2），加寬段一般為雙向12車道，設(shè)計(jì)車速80 km/h。全線標(biāo)準(zhǔn)型蓋梁共29榀，加寬段濕接蓋梁74榀。

圖1 龍東大道改建工程2標(biāo)總體布置

圖2 主線標(biāo)準(zhǔn)段橫斷（單位：m）

2 周邊環(huán)境

現(xiàn)狀龍東大道紅線寬度50 m，綠線跨度90 m，兩側(cè)用地控制較好，無重要建筑侵入道路綠線中。南北道路有金橋路、廣蘭路、金港路、申江路（中環(huán)線）、張東路，交通流量較大。工區(qū)內(nèi)有2座改建地面橋（創(chuàng)新河橋、友誼河橋），以及1座新建規(guī)劃橋（外環(huán)運(yùn)河橋）。道路地下管線密布，需要規(guī)劃搬遷及保護(hù)。金橋路—S20外環(huán)以西主要有機(jī)關(guān)單位、學(xué)校、別墅居住區(qū)和高科技產(chǎn)業(yè)區(qū)，文明施工要求高。

3 工程特點(diǎn)、難點(diǎn)

1）工程體量大、工期緊張、點(diǎn)多面廣，各方面受制因素多。

2）預(yù)制裝配體量大、施工工藝復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高。

3）地處浦東主干道，交通組織壓力大，分階段施工難度高。

4）航油管、南干線等城市生命管線多[3]，地下管線保護(hù)難度大，文明施工要求高。

4 輕型化研究

本工程中平行匝道、中環(huán)立交及主線標(biāo)準(zhǔn)段蓋梁均為場(chǎng)內(nèi)整體預(yù)制安裝，主線加寬段部分蓋梁分南北兩幅，由于其超長(zhǎng)、超寬、超重，需要對(duì)其進(jìn)行輕型化研究，以方便制作加工、運(yùn)輸及安裝。

4.1 原設(shè)計(jì)方向

大體量蓋梁采用工廠分節(jié)預(yù)制，設(shè)置臨時(shí)支撐，分段吊裝并以濕接縫連接的預(yù)制拼裝方式。

在原設(shè)計(jì)方案中，四門墩門架蓋梁采用左右分幅設(shè)置，搭設(shè)臨時(shí)支撐，分節(jié)預(yù)制吊裝。共有74榀蓋梁，最大吊裝質(zhì)量223 t，共74個(gè)濕接縫，共需混凝土548.7 m3（圖3～圖5）。

圖3 主線加寬段分段 蓋梁吊裝立面

圖5 蓋梁標(biāo)準(zhǔn)模塊支架立面標(biāo)高控制

原設(shè)計(jì)施工流程為：搭設(shè)臨時(shí)支撐→吊裝分節(jié)蓋梁→濕接縫支模→鋼筋、鋼絞線安裝→澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)→張拉第1批預(yù)應(yīng)力鋼絞線→吊裝小箱梁→張拉第2批預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

蓋梁鋼絞線分2批張拉。在蓋梁濕接縫澆筑完成后，張拉第1批鋼絞線束，灌漿封錨[4]；在小箱梁架設(shè)、濕接縫施工完成后，且在橋面鋪裝及欄桿施工前，張拉第2批預(yù)應(yīng)力鋼絞線束，并灌漿封錨。

左右幅蓋梁均采用P錨張拉，同一編號(hào)的鋼束按照由中央到兩側(cè)的順序進(jìn)行，且必須兩端同時(shí)對(duì)稱張拉。封錨前于面層設(shè)置鋼筋網(wǎng)片后方可封錨，蓋梁臨時(shí)支撐待鋼束第1批張拉完成后方可拆除。

4.2 原設(shè)計(jì)方向的施工影響

1）施工環(huán)節(jié)多，交叉施工，工藝復(fù)雜。

2）施工投入多，臨時(shí)支撐需求量大。

3）高空作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)張拉錨具，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高。

4）濕接縫混凝土養(yǎng)護(hù)21 d，施工周期長(zhǎng)。

4.3 優(yōu)化思路

為匹配工程進(jìn)度，確保構(gòu)件質(zhì)量，優(yōu)化吊裝思路，進(jìn)行蓋梁預(yù)制拼裝調(diào)整。根據(jù)城市道路要求及梁車運(yùn)輸能力，限定蓋梁質(zhì)量250 t，超出250 t的蓋梁應(yīng)當(dāng)分節(jié)預(yù)制生產(chǎn)。在此范圍內(nèi)的蓋梁可進(jìn)行優(yōu)化處理：取消門墩蓋梁的中間濕接縫，整體預(yù)制[5]，擋塊后澆，在道路設(shè)計(jì)線一側(cè)設(shè)置內(nèi)側(cè)后澆帶，調(diào)整左右幅蓋梁錨具形式。

對(duì)于梁寬1.9 m、總質(zhì)量較小的蓋梁，取消中間濕接縫，設(shè)置內(nèi)側(cè)后澆帶，整體預(yù)制生產(chǎn)。這種優(yōu)化調(diào)整方式的蓋梁，本工區(qū)共44榀，其中最大吊裝質(zhì)量248 t，端頭濕接縫39個(gè)，共137.2 m3（圖6～圖8）。

圖6 優(yōu)化后蓋梁（寬1.9 m）濕接縫示意

圖7 內(nèi)部后澆帶吊模 及P錨施工

圖8 內(nèi)部后澆帶現(xiàn)場(chǎng)施工

優(yōu)化后施工流程為：吊裝整體蓋梁→后澆擋塊、后澆帶吊模安裝→后澆帶施工→吊裝小箱梁→張拉第2批鋼絞線。

第1階段安裝的蓋梁：第1批張拉采用普通錨具，廠內(nèi)安裝并張拉；第2批采用普通錨具，廠內(nèi)安裝，小箱梁架設(shè)鋪裝后進(jìn)行第2批張拉，濕接縫待右側(cè)蓋梁完成后一起澆筑。

第2階段安裝的蓋梁：第1批預(yù)應(yīng)力采用普通錨具廠內(nèi)張拉；第2批采用P錨，廠內(nèi)安裝，濕接縫澆筑、小箱梁架設(shè)鋪裝后進(jìn)行第2批張拉。

4.4 優(yōu)化后的改進(jìn)效果

原設(shè)計(jì)中間濕接縫為548 m3，調(diào)整后中間濕接縫為276 m3，后澆帶為250 m3，由于后澆帶采用吊模施工，故可大大節(jié)省設(shè)備和勞動(dòng)力的投入，減少高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

采用整體預(yù)制蓋梁，第1批錨具可在預(yù)制廠內(nèi)施工，既可保障構(gòu)件質(zhì)量，又能優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)工序，減少對(duì)既有交通的不利影響，同時(shí)還為工程節(jié)約了2個(gè)月的時(shí)間。

5 結(jié)語

通過優(yōu)化調(diào)整本工程大體積分節(jié)裝配式蓋梁，滿足了廠內(nèi)一次性預(yù)制的條件，避免了裝配式蓋梁現(xiàn)場(chǎng)二次拼接，有效地提高了構(gòu)件質(zhì)量及強(qiáng)度，縮短了施工周期，加快了工程進(jìn)度，降低了施工對(duì)周邊環(huán)境的不利影響，實(shí)現(xiàn)了工期節(jié)約、成本節(jié)約、材料節(jié)約、環(huán)保節(jié)約，取得好良好的效益。

本工程的成功運(yùn)用，打破了傳統(tǒng)裝配式施工思維，拓展了設(shè)計(jì)的多變空間[2-5]，可在類似的超寬幅高架道路工程上進(jìn)行多方位考慮及研究，對(duì)工程設(shè)計(jì)及施工均有一定的指導(dǎo)及借鑒意義。