海外高鐵連續梁群施工技術和方法

漆明寒

(中國水利水電第八工程局有限公司,湖南 長沙 410004)

1 工程概況

雅萬高鐵起自印尼首都雅加達,終至第四大城市萬隆,全長約142 km,設計最高時速為350 km/h,是中國高鐵全系統、全要素、全生產鏈走出國門的“第一單”,全線采用中國技術、中國方案、中國標準。

因印尼為土地私有制國家,政府為降低項目征地和拆遷的難度,選擇在鬧市區沿既有高速公路建設高鐵的方案,線路從居民區和公共設施中穿行跨越而過。該段2#特大橋全長35.75 km,自首都雅加達開始,依次穿越首都衛星城市區、新建工業城市區,終至新建的卡拉旺車站,且緊鄰雅加達至萬隆高速公路,途經3個縣市、32個村莊,跨越47處公路、河道,遷改10處高壓線、4處燃氣管道及76項公共設施,特別辦理26項準入許可。2#特大橋密集設置了24聯連續梁,施工作業線長,征地遷改的工程量大,地形環境復雜,各連續梁幾乎都是集中施工、有效工期較短,是全線的重難點控制性工程之一。如何在節約造價前提下合理組織施工并保證施工工期是一大難點[1]。

隨著國家提出“一帶一路” 合作倡議,中國走向世界的步伐加快,海外工程建設項目越來越多,從水電、房建設施、道路到地鐵,甚至高鐵,都逐漸走出國門。針對雅萬高鐵項目哈利姆—卡拉旺車站標段的連續梁群施工,進行研究和總結。工程利用連續梁群施工技術進行統籌組織和優化施工方案,成功克服了公共設施區域連續梁群施工技術和安全等多個技術難題,大大降低施工組織難度、保障安全、提高工裝材料的周轉利用率和施工工效,項目累計節約成本上千萬元,取得了良好的社會效應。

2 連續梁的位置和結構優化

海外高鐵線路遇到清真寺、燃氣管道等涉及公共利益安全的情況時有發生,征地拆遷難度極大,只能采取調整設計,連續梁設計調整是其中的難點,往往1處調跨牽連前后一大段線路的墩位設計修改。

(1)連續梁群施工需要從全線整體施工策劃角度出發,進行各連續梁的優化調整;根據設計院的圖紙進行定位放樣并現場實地考察,主要是詳細摸排征地遷改和施工場地情況,對于征地和遷改難度大、耗時長的連續梁,宜在管段施工啟動前期就溝通設計進行調跨和線上位移調整。

(2)海外工程因征地拆遷緩慢,氣候、地質和交通條件復雜,而且還存在較多外界制約因素,導致無法形成連續性、規模性的施工,這必然造成施工投入大、勞動力工效低、施工組織協調難度大,且工程連續梁多、有效工期短。故此,采取分段分工點施工策略和技術措施降低各連續梁單體施工難度,從而實現連續梁群的整體施工優化,對節省施工工期、保障全線架梁通車至關重要。各個連續梁結構優化調整數據詳見表1。

表1 雅萬高鐵2#特大橋結構優化匯總表

通過現場對原設計方案和現場地形的研究,工程成功實現對DK11、DK27、DK33、DK36等9處連續剛構改為簡支或調整跨度的優化,不僅做到了各連續梁的結構優化,也通過連續梁大跨變小跨、連續梁變簡支梁,做到了整體連續梁群施工難度的均衡協調,取得了明顯的工程與經濟效益。

3 重點控制性工程連續梁施工措施

本工程以掛籃懸澆法工藝為標準,針對各連續梁施工過程中的具體施工條件,主要采取了以下技術措施。

3.1 連續梁0#塊現澆施工鋼管立柱支架法和三角托架法互補

(1)0#塊鋼管立柱支架。

人員配置:中方技工4人,外籍勞務8人;機械配置:Q6015型塔吊1臺,50 t汽車吊1臺;主材:Φ400 mm鋼管、C16a槽鋼。工期對比:鋼管柱吊裝2 d,平聯、斜撐、加勁肋焊接3 d,共計5 d,使用周期:0#塊60 d、周轉邊跨直線段30 d。

鋼管立柱支架特點:優勢是材料常規普通、加工制作簡單,對制作人員技能要求低,可周轉使用于邊跨現澆段綜合經濟效益明顯;缺點是制作和安裝焊接工作量較大,拆卸時需切割會損耗連接桿件。

(2)0#塊三角托架。

人員配置:中方技工4人,外籍勞務4人;機械配置:Q6015型塔吊1臺,50 t汽車吊1臺;主材:C36槽鋼、Φ32 mm精軋螺紋鋼筋。工期對比:托架組裝1 d,吊裝2 d,共計3 d,使用周期:0#塊60 d。

三角托架特點:優勢是構件安裝簡便,施工效率高,施工質量易于控制;缺點是制作要求高,必須出廠安全檢驗,僅可使用在0#塊,綜合效益低,海外供貨不便。

本工程連續梁密集,且施工有效工期較短;連續梁群的0#塊現澆施工強度和邊跨現澆段施工強度都呈現正態分布,邊跨現澆段約滯后5個月,且兩者存在疊加。綜合考慮后連續梁群0#塊施工,主要采用鋼管立柱支架,配置一部分三角托架在高峰期消峰,以達到最佳的施工工效和經濟效益。

馬克思主義認識論認為一切認識都是歷史演化的過程[17]。我國學者對于群眾體育的研究同樣也經歷了一個演化的歷史過程，通過Citespace V軟件對我國群眾體育研究的文獻進行新穎性檢測得到圖7。新穎性檢測可以準確地分析科研網絡中研究主題的變化和前沿發展趨勢[18]。圖7是我國群眾體育研究的熱點時區可視化圖譜，通過圖7可以非常準確地把握近10年我國群眾體育研究的演化過程，從而分析2008年以來我國群眾體育研究的趨勢變化。

3.2 連續梁邊跨現澆段施工

連續梁邊跨現澆段施工常用的方法有支架法、托架法和不平衡梁段法。本工程連續梁群墩高在15～22 m間,多為跨高速公路、互通匝道以及天橋,初始地形存在水溝管涵和場地狹小等不利因素,經早期現場詳細勘察和調跨優化設計后,為連續梁邊跨現澆支架法施工創造出場地條件。綜合考慮社會及安全性因素,本工程連續梁群選用支架法施工連續梁邊跨現澆段[3]。

(1)鋼管立柱支架。

邊跨現澆段鋼管立柱支架的特點:優勢是立柱支架方案設計和加工制作簡單,安全性較好,地形要求低,可以跨越地面車道;缺點是支架基礎地質要求高、需要處理,綜合施工成本稍高。適用于橋梁高度低、支架基礎處地基承載力良好的邊跨現澆段。

本工程連續梁群邊跨施工主要使用鋼管立柱支架,以保障公共安全和克服現場地形條件復雜的情況,且利用0#塊施工支架材料循環周轉,大大提高了經濟效益。

(2)滿堂支架。

邊跨現澆段盤扣式滿堂支架的特點:優勢是支架搭設簡便,對地基承載力要求低,經濟效益好;缺點是支架需要占用全部空間,地形和場地要求高。適用于橋梁高度低、地形條件好、長度稍長的邊跨現澆段[4]。

本工程連續梁群邊跨施工部分采用滿堂支架,主要用于場地內存在地下埋設管線和天然氣管道等遷改難度大的情形,通過改造地面解決地下受限條件下邊跨現澆施工的難點。

(3)跨公路/天橋貝雷梁支架。

邊跨現澆段貝雷梁支架主要施工步驟同鋼管立柱支架類似,支架平臺利用貝雷梁替代承重梁進行更長的跨越,并且能用于現澆段超長的工況[5]。

本工程連續梁群邊跨現澆段施工,在跨高架天橋和上行匝道的特殊條件下使用了貝雷梁支架,克服解決了遷改工期長、代價大、難度大的極端條件下施工難題。

(4)框架墩邊跨現澆貝雷梁支架。

連續梁框架墩的設計目的是用于克服無法使用單支墩的地形,利用橫向門型框架墩來規避線路與復雜地形的交集。框架墩邊跨現澆段貝雷梁支架主要施工步驟同貝雷梁支架類似,支架平臺是利用貝雷梁橫跨+立柱形成門型框架,目的與設計相同。

本工程連續梁群存在邊墩為框架墩的特殊情況,采用框架墩邊跨現澆貝雷梁支架,克服了框架墩下穿公路和天然氣管道的特殊地形,解決了遷改困難、公共安全風險大等特殊條件下的施工難題。

4 結 論

印尼雅萬高鐵項目哈利姆—卡拉旺車站標段從技術先導的角度,采用連續梁群施工組織和技術措施管理,從前期設計優化和工裝配備,到重點控制性工程的技術措施,有效地解決了連續梁群施工工期緊、工裝周轉和外界不利條件等問題,保證了工期合理和有序施工。