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预制盖梁在城市轨道交通高架线中的应用

2015-09-13王响

重庆建筑 2015年9期
关键词:盖梁高架桥高架

王响

(北京城建设计发展集团股份有限公司重庆分院,重庆 401147)

0 引言

近年来我国城市轨道交通发展迅猛,轨道高架桥的建设需求有了较高的增长。城市轨道交通高架线具有造价低、工期较短、运营成本低及乘坐观景效果好等显著优势,在国内外均有较为成熟的应用。尤其是对于连接中心城区与外围的郊区线或市域线,高架线无疑是一种比较经济合理的敷设方式[1]。

由于轨道交通高架线大部分线路沿既有城市道路路中敷设,相比地下线而言,高架线的施工将不同程度地侵占道路较长的时间,势必影响本身就不堪重负的城市道路交通,造成较大的社会负面影响。为解决这个的问题,预制安装的施工方法因其质量控制好、经济成本较低、施工工期较短及经济及社会效益好等多方面优点,正越来越多地应用于城市轨道交通高架线的建设中[2-3]。然而从国内建设应用现状看,目前的预制安装工法只局限于高架桥上部结构的设计施工中,而下部结构的预制安装应用尝试较少。本文以重庆轨道交通一号线大学城段节点工程预制盖梁试验段为工程背景,对建设在既有城市道路路中高架线的T形墩预制盖梁工程应用进行了概况分析,认为预制盖梁在城市轨道交通高架线建设中具有较为广阔的发展前景。

1 工程背景

重庆轨道交通一号线大学城段节点工程为全长约1.9km的高架线,线路沿科技大道北线路中敷设。科技大道北线标准段道路红线宽度32m,双向四车道布置,车道宽度3.6m,中央绿化隔离带4.3m,道路两侧主要为教育用地和居住用地。

此段高架桥梁沿用一号线高架桥型预制U型梁,采用整孔预制吊装工法施工。墩柱采用T型墩,盖梁为预应力钢筋混凝土结构,长度为10.6m。如图1。

图1 科技大道北线路中高架线标准道路断面示意图

图2 现浇盖梁支架占道施工实景照片

由于T型墩盖梁悬臂较长,支架现浇施工时盖梁现浇和预应力张拉时需要占用的道路宽度为11.8m左右,须占用两侧道路至少各一个车道,如图2。占道时间较长,包括支架施工、模板安装、钢筋及预埋件安装、混凝土浇筑养护、盖梁预应力初张拉及支架拆除六个工序,占用时间约为20~30d左右,将对道路交通通行造成极大影响。为适应城市轨道交通建设发展需要,该工程部分墩采用了预制盖梁设计,对预制盖梁的工程应用实践进行了探索。

2 国内外应用现状

目前国外轨道交通高架桥已有预制盖梁方面的工程实践,如阿联酋迪拜轨道交通高架桥[4-5],以及我国台湾台北市内湖线轨道交通工程中也运用了预制盖梁,如图3。而我国大陆城市轨道交通高架区间目前尚无运用的工程实例,在市政桥梁工程方面对预制盖梁也研究的很少。

图3 迪拜(左)及台北市内湖线(右)预制盖梁工程应用照片

3 预制盖梁工程应用

为确保工程梁施工工艺可行、质量可控、结构安全可靠,该工程开展了预制盖梁专项研究,重点研究以下三个方面:

(1)预制盖梁接口构造设计及受力特性分析;

(2)预制盖梁预制安装施工技术及质量控制研究;

(3)预制盖梁接口构件及整体结构静力荷载试验。

充分考虑国内施工技术条件,并参考国外工程应用经验,该工程预制盖梁采用上下钢板焊接接口,结合钢质凸榫增强施工临时稳定性及结构抗剪能力,并设置竖向预应力筋增强墩梁受力整体性。竖向预应力筋采用二次张拉,第一次在吊装时进行临时锁定,增加盖梁吊装施工的安全性;待钢板围焊施工完成后,再实施第二次张拉并封锚。竖向预应力筋采用PSB830(D=32mm)精轧螺纹钢,锚下控制张拉应力为600.7kN。

预制盖梁采用整体预制吊装施工,吊装重量在110~120t左右,采用两台汽车吊进行吊装。

预制盖梁吊装施工步序如下(如图4):

图4 预制盖梁吊装步序示意图

(1)安装临时支架;

(2)上下钢板接触面处理,下钢板表面涂抹环氧树脂胶结剂;

(3)预制盖梁吊装,竖向预应力筋及防雷接地钢筋穿管;

(4)盖梁安装定位及调整,控制标高、轴线角及横桥向纵桥向水平偏差;

(5)竖向预应力第一次张拉(对称张拉);

(6)上下钢板围焊,严格按照厚板焊接工艺方案及相关规范执行;

(7)第二次张拉竖向预应力并灌浆封锚,钢结构外露部分涂刷防腐材料;

(8)挂网封闭接口凹槽。

通过试验梁静载结果表明,预制盖梁构件及接口构件受力状况及工作性能良好,各项指标满足规范要求,预制盖梁的使用性能满足设计要求。工程最终实施了三个预制盖梁工程梁,目前线路已投入运营,运营状况良好。

经总结分析,预制盖梁的工程应用有如下特点:

(1)盖梁预制及墩柱施工可同时进行,利于缩短总工期;

(2)预制盖梁工厂化生产,利于盖梁成品质量控制;

(3)施工墩柱及安装临时支架的临时占道宽度减小,且占道时间大大缩短,合理选择吊装安装时间,将大大降低对道路交通的影响,社会效益显著;

(4)预制场地等初期投入较大,需在工程中进行批量应用以平衡经济性;

(5)构件接口工艺复杂,对施工技术及质量控制要求较高。

4 结语

重庆轨道交通一号线大学城段节点工程预制盖梁的成功应用具有极大的工程价值,填补了我国大陆城市轨道交通高架桥梁建设在此领域的空白。预制盖梁是未来城市轨道交通高架线T型墩的优先选择方案,与传统轨道交通高架结构施工方法相比有环保、速度快、对交通干扰小等优点,市场应用范围广阔。

[1]张学军,李文会,于雷,等.城市轨道交通高架线规划体系构建[J].都市快轨交通,2013(4):1-5.

[2]楼朝伟.城市轨道交通高架标准梁施工方案比选[J].江苏科技信息,2013(5):82-83.

[3]胥民尧.城市轨道交通高架桥梁型及工法研究[J].重庆建筑,2014(5):30-33.

[4]朱琛.迪拜地铁线轻轨高架桥设计[J].世界桥梁,2011(2):1-4.

[5]贾凡,阙孜.迪拜的地铁系统[J].都市快轨交通,2010(8):113-116.

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