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进博会城建配套徐民路东向阳河桥建设实践

2025-03-10李满朱丹丹

科技创新与应用 2025年6期
关键词:建设实践钢箱梁工程设计

摘" 要:以徐民路东向阳河桥为例,基于中国国际进口博览会,介绍设计方案在特定条件下的调整和优化,分析钢箱梁吊装工况,阐述吊装施工过程,成功保障进博会城建配套项目的建设任务,综合效果较好。

关键词:进博会;东向阳河桥;建设实践;钢箱梁;工程设计

中图分类号:U445.4" " " 文献标志码:A" " " " " 文章编号:2095-2945(2025)06-0146-04

Abstract: Taking the Dongxiangyang River Bridge on Xumin Road as an example, based on the China International Import Expo, the adjustment and optimization of the design plan under specific conditions are introduced, the hoisting conditions of the steel box girder are analyzed, and the hoisting construction process is elaborated. The construction tasks of urban construction supporting projects of the CIIE are successfully guaranteed, with good comprehensive results.

Keywords: CIIE; Dongxiangyang River Bridge; construction practice; steel box girder; engineering design

城乡规划坚持“先规划后建设”原则,城建配套基础设施项目具有严格的审批流程和建设程序[1-2]。随着一些特殊事件的影响,诸如政治因素、经济原因等,部分城建配套项目建设时间会发生调整[3-4]。特别是对于建设工期突然提前的政府投资项目,一方面要满足建设程序的规定,另一方面要满足特殊工期的要求。

本文基于中国国际进口博览会背景,描述和分析了城建配套徐民路东向阳河桥建设历程,以工程实践探索紧张工期城建配套项目的工程设计和建设实施。

1" 工程概述

徐民路是上海虹桥商务区开发中确定的需配套建设项目,工程实施范围西起华徐公路,东至诸光路,全长约2.28 km。

东向阳河桥位于徐民路东侧,距国家会展中心约500 m。老桥结构风化、剥落、露筋、锈蚀现象严重,且跨径布置不满足河道规划蓝线要求,为满足水务规划、道路拓宽改建,拟拆除重建。东向阳河桥位于西虹桥商务区的核心区域,正对已建国家会展中心,具有较高的景观协调性。

在《上海市决战中国国际进口博览会200天行动计划》中,明确建成蟠龙路、徐民路等10条区属道路,加快推进金丰路等2条区属路桥项目建设。东向阳河桥作为徐民路进入国家会展中心的必经通道,工程意义重大。根据项目合作合同,东向阳河桥建设期为2年,而进博会的举办要求提前200多天,建设任务艰巨[3]。

2" 工程设计实践

2.1" 初步设计

2.1.1" 桥梁跨径

东向阳河河道规划蓝线宽为28 m,河底宽度约10 m。桥梁桥跨设置除满足河道蓝线要求外,还须满足《上海跨、穿、沿河构筑物河道管理技术规定》,即规划河口宽度小于等于22 m的河道,桥梁应一跨过河;大于22 m时,优先考虑一跨过河,确有困难的,中跨跨径不应小于16 m,且大于规划河底宽度。综合考虑,东向阳河桥跨径布置为10+16+10=36 m。

2.1.2" 主梁结构

从工程造价、工期、美观及对环境的影响等方面,桥梁上部结构型式比选如下。

1)钢箱梁结构。钢箱梁是一种常见的结构型式[5-7],采用工厂分段预制,运输到现场后进行拼装。优点是整体性能好,抗扭刚度大,跨越能力较大,在35~60 m;结构简洁、轻盈,线条流畅,行车平稳,总体上较为美观舒适。缺点是结构高度大,对桥下净空及路口标高有一定影响。焊接拼装在现场完成,焊接工作量较大。

2)后张法预应力小箱梁结构。小箱梁结构简单,设计经验成熟,经济指标较低,结构刚度较大,抗扭性能较好,梁高与T梁相当,采用预制,安装完成后现浇横向接缝,形成整体桥面。预制小箱梁跨越能力较大,适用跨径10~40 m。优点是整体性好、耐久性佳、造价低、施工方便,对施工设备没有特殊要求。近年来在设计等级较高的城市桥梁中运用较为广泛。

3)先张法预应力砼刚接空心板结构。刚接空心板梁通过优化预制梁横向之间的连接方式,在与铰接空心板比较略微增加造价(约为8%)的情况下,增加了结构的整体刚度、改善了使用性能、提高了结构耐久性。但相同宽度下湿接缝数量较小箱梁多,湿接缝宽度比小箱梁小, 施工较铰接空心板梁及小箱梁复杂。

结合本工程的特点,考虑到单座桥梁的结构总长较短,桥梁景观可通过桥头绿化与栏杆附属造型来实现。遵循安全、适用、经济和快速施工的原则,桥梁上部结构型式推荐采用刚度大、整体性更好的后张法预应力小箱梁结构。跨径为10、16 m,小箱梁梁高均为1.0 m。

2.1.3" 其他

桥墩下部基础选用盖梁、立柱、承台、桩相结合的墩柱式桥墩,桥下透视性较好。东向阳河因上部结构采用简支槽形梁方案,下部桥台选用重力式桥台。

2.2" 施工图设计

徐民路列为首届进博会城建配套项目后,对建设效果和建设工期提出了更高的要求。因远期规划二号线线位与徐民路重合,桥梁结构宜采用较轻的钢结构,以减小基础规模,降低对地下构筑物的影响。徐民路东向阳河桥位于西虹桥商务区核心区内,定位为商住地块。商业居住区的主题词是“时尚、典雅”,设计既要满足居民区典雅风格,又要富有商业区时尚特征。桥型方案以简洁新颖,具有一定的现代感为设计理念,体现文化底蕴的同时与周围建筑群融为一体。鉴于钢结构跨度大,现场施工效率高等优点,综合考虑后拟调整设计方案,主梁采用多箱单室钢箱梁结构。

跨径布置由三跨36 m调整为一跨35.5 m。下部桥台由重力式桥台调整为桩承式轻型桥台。钢箱梁的顶板为正交异性板,板厚为16 mm。除悬挑臂部分采用板式肋加劲外,其余均采用“U”形肋加劲;底板中间板厚30 mm,两侧6.98 m范围内板厚为20 mm。采用“T”形肋加劲,腹板中间板厚12 mm,两侧6 m范围内板厚为16 mm。钢箱梁悬臂采用托架结构,托架底板厚12 mm,底板宽300 mm。钢箱梁标准段纵向每1.7 m设一道中间横隔板,中间横隔板厚12 mm,中间开设人孔。在各支点处设端横隔板,端支点处隔板板厚为20 mm。支点处隔板两面各设板式竖向肋,并与底板磨光顶紧。

3" 工程施工实践

3.1" 便桥实施

考虑到东向阳河桥施工时间压缩较多、工期紧迫,桥梁建设采用全幅施工。在拟建新桥南侧搭建一座长21.0 m、宽14.6 m的钢便桥,作为过河临时通道。

3.1.1" 便桥标准

1)设计标准。设计单车限重10 t,人群荷载为3.5 kN/m2。桥面横坡为0,纵坡以接顺道路为准。梁底控制标高大于控制洪水位0.5 m。

2)技术标准。桥宽为0.762 m(贝雷)+2.5 m(非机动车道)+3.5 m(机动车道)+1.076 m(贝雷)+3.5 m(机动车道)+2.5 m(非机动车道)+0.762 m(贝雷)。

桥梁上部结构为贝雷架结构,采用国产贝雷(150 cm×300 cm),两侧单层双排、中间单层三排加强型布置,下部桥台为直墙式桥台,基础为扩大基础。

3.1.2" 便桥施工

1)桥台基底换填1.5 m厚砂砾,保证基底容许承载力不得小于100 kPa。

2)贝雷桁架采用双排单层加强型和三排单层加强型布置,用销子连接。

3)贝雷桁架墩台处设置22#槽钢,限制其位移,一端焊接固定,另一端自由。22#槽钢每条长0.5 m,共12条,总重224 kg,施工时保证预埋质量。

4)双拼28b#工字钢与贝雷架的连接,采用专用夹具固定,间距75 cm左右。

5)桥面截面为10 cm×10 cm的木档与10#工字钢交错纵桥向铺于工字钢上,密排布置,木档材料采用优质硬木,并做防腐处理。

6)钢板桥面采用8 mm花纹钢板,与木档通过锚栓连接。

3.2" 桥梁吊装

3.2.1" 吊装概况

根据设计方案,徐民路东向阳河桥共15个钢箱梁,涉及3种规格,宽度分别为3.11、1.98、2.44 m(详细概况见表1)。因该桥为单跨形式,单个箱梁最大重量超过60 t,属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程。

3.2.2" 工况分析

由于工程工期紧急,现场安装工期约为20 d,根据工程的制作分段、结构形式及现场吊装环境情况,梁段安装主要设备选用1台300 t汽车吊和1台500 t汽车吊进行吊装。

500 t吊车最不利状况为单独起吊62.5 t梁段并送出桥台三分之二时,此时梁段重心点距离桥台36×2/3-18=6 m,吊车回转中心距离桥台按10 m计算,吊车作业半径为6+10=16 m。根据500 t汽车吊性能参数表可知起吊重量大于62.5 t,因此吊机符合要求。

300 t汽车吊最不利状况为梁段出动车桥台三分之二后,双机抬吊时承担梁体一半重力31.25 t,此时300 t汽车吊回转中心距桥台7 m,吊点距桥台36/3+0.5=12.5 m,作业半径为7+12.5=19.5 m。查表作业半径取20 m,吊臂长26、31.5 m时吊重都大于31.25 t,因此吊机符合要求。

3.2.3" 吊装准备

1)场地准备。吊装前根据需要对运输道路进行实地考察,并进行必要的整修和清障,选择最优的吊机及运输车辆,吊机操作人员必须持有特种设备操作专业资格证书。

同时对吊机站位位置进行硬化处理。对桥墩顶部进行清理、测量桥墩与基准轴线的位置偏差,在桥墩顶部定出桥体安装基准线和位置线,放置板式橡胶支座。

2)梁段进场准备。根据安装进度将单节梁段运至现场,到场后按随车货运清单核对梁段与编号是否相符、构件是否配套。如发现问题,制作厂应迅速采取措施,更换或补充构件,以保证现场急需。

单梁段进场按日计划精确到每件的编号,单梁段最晚在吊装前两天准备完备,并充分考虑安装现场的堆场限制,尽量协调好安装现场与制作加工的关系,保证安装工作按计划进行。

单梁段进场前与现场联系,及时协调安排好堆场、卸车人员、机具。构件运输进场后,按规定程序办理交接、验收手续。

3)梁段验收要求。现场构件验收主要是焊缝质量、梁段外观和尺寸检查及制作资料的验收和交接,质量控制重点在钢结构制作厂。经检查,缺陷超出允许偏差范围的构件,在现场进行修补,满足要求后方可验收,对于现场无法进行修补的梁段应送回工厂进行返修。钢箱梁构件验收及缺陷修补见表2。

3.2.4" 吊装作业

吊耳按照公称吊重25 t设计施工,每节钢箱梁设置4个吊耳在钢梁面板上,与钢梁腹板和横隔板结构相交位置对应(无腹板位置需进行加固)。钢丝绳采用Ф52 mm (6×37纤维芯),卸扣选用S-DW35。

吊装作业进行前,完成吊装专项方案的审核审批和专家论证,做好安全技术交底工作,确保现场条件满足施工要求。

1)首先吊装北侧边梁,控制好块体与桥中心线和轴线的位置,调节好梁体两端标高。用500 t吊车连接支座端面上的4个吊耳,吊起钢梁,确保钢丝绳与梁体角度大于60°,起吊往西侧轴送,300 t吊车在西侧就位等待。

2)梁体过桥台三分之二时,缓慢放下钢箱梁,东侧落于桥台,西侧300 t吊车连接梁段西侧2个吊环。300 t吊车缓慢起吊,使梁体重量由桥台和300 t吊车承受,重新连接吊具,500 t吊车吊具与梁段东侧吊环相连。

3)2台吊车共同将钢箱梁运送至指定位置,精确定位后落下钢梁。

4)按以上步骤继续吊装JD2,调整好桥的轴线、标高、线形等桥段间固定好码板,重复以上步骤直至完成所有梁段吊装。

5)所有梁段安装、焊接完成后,进行焊缝无损检测,合格后割除对接码板,清磨、补漆。

钢箱梁吊装模型如图1所示,东向阳河桥建设实景如图2所示。

4" 结束语

作为进博会城建配套项目,徐民路东向阳河桥按照政府节点要求如期完工,成功保障了11月举办的进博会,取得良好的社会影响和经济效益。

1)徐民路东向阳河桥的建设是在进博会背景下完成的,其从工程可行性研究、初步设计到施工图纸最终落地,经历了长达几年的探索和实践。

2)工程设计方案的选定,不仅单从技术角度,还结合项目推进的实际情况进行调整优化,特别是对具有特殊意义的建、构筑物。

3)钢箱梁吊装计算按最不利状况考虑,吊装方案经过专家论证后组织实施,在工程实践中要引起关注和重视。

参考文献:

[1] 住房城乡建设部高等学校土建学科教学指导委员会.建设法规教程[M].北京:中国建筑工业出版社,2018:42-43.

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[3] 李满.进博会城建配套PPP项目管理创新[J].工程经济,2020,30(9):61-63.

[4] 郦卡蝶.绍兴市越城区绍甘线滑坡应急治理工程提前完工[J].浙江国土资源,2021(11):63-64.

[5] 张上,左家强,张海,等.采用UHPC桥面的铁路耐候钢钢箱梁设计研究[J].钢铁标准设计,2022,66(1):84-88.

[6] 张小刚.跨既有城市道路钢箱梁整体吊装施工技术[J].价值工程,2018,37(12):104-108.

[7] 徐彦东,方超.跨海桥梁大节段钢箱梁安装调位精度控制研究[J].公路,2022,67(11):202-207.

第一作者简介:李满(1987-),男,硕士,高级工程师。研究方向为建设工程管理、教学和研究。

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