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世界首例双U箱型的变截面连续梁桥施工堆焊焊条

2021-01-13 14:16:23 堆焊焊条    界首    

中国铁建集团承建的上海轨道交通17号线10标,在世界上首次采用“双U+箱型”复合型变截面节段拼装连续梁桥设计,引领城市桥梁设计与施工技术从实用向美观跨越。

顺着线路延伸的方向远看,一座座沐浴在在晨曦中挺立的墩柱犹如士兵受阅,静静等候桥梁的镶嵌。这条长35公里的“巨龙”出蟠龙路站后浮出地面,似蛟龙出海,横贯青浦。

上海轨道交通17号线10标段施工涵盖了线路上全部的20处预制节段拼装连续梁桥和7处悬浇连续箱梁桥,均为跨河、跨路桥梁,具有桥梁数量多、分布地域广、工期紧、任务重、条件复杂、施工节点多、临标协调量大、质量与文明施工要求高的特点。项目部坚持科技先行,以点连线,制梁架桥,实现世界首例顺利成桥,为巨龙腾飞“点睛”。

上海轨道交通17号线连接虹桥机场枢纽至青浦区的轨道交通线,全长35.3公里。横贯青浦“一城两翼”的交通大动脉,将构筑串连起青浦新“经济走廊”,被青浦居民亲切称为交通“生命线”。

由中国铁建集团承建的17号线10标作为上海轨道交通节段拼装梁桥的首个试点项目,也是世界首例在城市轨道交通领域成功采用“双U+箱型”复合变截面节段梁方法施工,其技术及管控难度都是最高的。该梁型从整体效果上看结构更加轻薄、浑然一体,悬拼、异形节段梁达到了力学和美学的完美结合。

节段梁拼装的方式施工不但契合了当前工厂化、标准化的经营理念,“双U+箱型”更是上海轨道交通的创举!安全环保,外型美观,与上海城市发展相得益彰。

“一语不能践,万卷徒空虚”。中国铁建大桥工程局集团上海轨道交通17号线10标项目凭借先进的施工技术和优秀的管理,干在实处永无止境,走在前列谋求新篇,为上海轨道交通铺路架桥,为上海城市发展添砖加瓦。

常规的节段拼装梁一般采用箱式结构,但本工程采用了“双U+箱型”复合变截面形式,节段拼装梁桥梁部结构采用这在国内外都是首次运用,该梁型“U”型开口结构自由度高、模板加固困难,且632片节段预制梁均处在不同的平竖曲线上,片片都不一致,整体精度还必须控制在1公分以内。此结构带来了以下几大难点:

难题一:梁型构造复杂。“双U+箱型”复合变截面连续梁结构处在不同的平、竖曲线上,使得梁型千变万化。相较于传统的闭口箱结构,“U”型开口结构模板调整工作量大且精度较难控制。难题二:节段梁悬拼技术含量高,技术难点多。节段预制拼装连续梁桥均为三跨一联,截面形式为U型与箱型结合截面,中跨跨径分50m、55m、70m。边跨跨径27.5m~42m,分0#块现浇段、悬臂拼装段及边跨拼装段三部分,各段之间通过湿接缝连接,在连接过程中要求技术高,必须控制在1cm内,拼装中要技术员、机器设备等熟练精密的配合才能完成。

难题三:误差调整困难。在预制安装过程中施工误差在所难免,理论分析与实际工况也会存在偏差,但是因此产生的累积偏差危害巨大,需要一个强大的数据库整合管理系统,将节段梁的预制安装信息实时进行记录分析,并给出施工调整指令。

难题四:保证预制精度方面难度增大。节段预制都以固定端模为控制基准,相较于箱式闭口结构“U”梁开口结构端模刚度较难控制。

难题五:0#块现浇施工难度增大。本项目的0#块为“U”梁加箱梁结构,截面高度方向变折点多,钢筋安装与混凝土浇筑难度较传统箱梁显著增加。

难题六:节段的起重吊装重量加大。“U”梁节段相较于传统箱式节段重量显著增加,悬拼吊机、及边跨直线段的最大起重能力均增大。

难题七:运输就位难度大。本来节段拼装的特点是对场地要求小,梁段运输倒场灵活方便,但本标段“U”梁运输(为了通过高速公路限高架)需采用低位运梁车(车底离地面30cm),且车的长度较长,最大需用32m长车。场内运梁道路要求标准高,场地大小需满足车辆转弯半径。

面对艰巨的任务和巨大的挑战,项目全体参建人员没有退怯,也没有在成绩面前息脚,而是加足马力,坚定“铸造精品追求卓越”的信念和勇气,遵循规律,勇往直前。经过项目攻关小组的不懈努力,实现了多项技术创新。

创新一:针对梁型结构研发的CQ120型高支腿桅杆式起重机通过天车和吊具上的千斤顶组组成节段三维主动调整体系,实现节段梁空中三个方向平动及两个轴向转动的三维调整和6点坐标在2mm偏差内的精确快速对位。机架采用的菱形桁架式结构具有自重较轻、通用性好、刚度大、变形小等优点,湿接缝施工时可将吊具系统转换到刚性机架上,实现快速体系转换,施工方便快捷,避免细微扰动造成新浇筑混凝土开裂。

创新二:液压模板:“双U”型节段连续梁为变截面结构,截面高度方向变折点多,顺桥向梁高变化大,位于不同的平、竖曲线上。节段均在场内短线法预制,每一节段均要根据固定端模为基准进行调整,工作量极大。钢模板体系创新的采用全液压调整系统,大大提高了工效及模板安装精度,降低了技工的劳动强度,具有很高的经济效益。为确保精准度的要求,采用全液压模板系统。

创新三:SLCCS测量控制系统:节段梁预制安装全流程监控控制采用国内领先的SLCCS控制系统,该系统将桥梁基本信息、梁段分割信息、节段预制和节段安装的数据库整合在一起,集模型计算与预测、误差分析与修正、测量数据采集和输入等功能于一体,实现工前仿真模拟,节段梁预制、安装施工误差能够及时反馈修正,有效准确的指导下一步施工。

创新四:测量监控引用美国天宝S8全站仪,该仪器具有最先进的平台支持和智能化的跟踪传感器,比常规电动全站仪速度快40%,而且能够实现远程协同操作,坐在办公室里就可以快速、轻松的完成高精度测量监控任务。

创新五:自行设计加工的0#段钢支撑采用工厂化加工,具有自重轻、加工精度高、质量可靠、安装周期短等优势,利于施工的安全、质量、进度管控。

创新六:引用多功能运梁台车,可90度原地转向,具有整车短小、转弯半径小、适应能力强等优势,特别适合场地狭小、路况复杂的施工条件。

创新七:项目将线型变形预测、分析及实时监控调整作为控制核心。采用短线法预制节段拼装梁桥,将线型控制提前到从梁段预制开始。先将设计线型在平面立面上分解到各个梁段上,然后通过软件进行施工阶段模拟仿真分析,得出预加值添加到预制线型中,以六点坐标控制为基准,通过实时监控数据反馈,为下一步节段预制安装提供调整指令。从而更好地消除变形对节段预制、安装的影响,满足成桥线型的设计要求。

该标段的20处预制节段拼装连续梁桥和7处悬浇连续箱梁桥,桥梁总长3.91km,却零星分布在30多公里的线路上,点多、线长、面广,施工组织管理难度极大。

施工的27处桥均为跨河、跨路桥梁,每处均需办理行政许可。管线绿卡办理涉及电力、通讯、自来水等10家单位,共计办理绿卡20余张。线路施工场地穿插在1、4、5、6标内,水电接驳全部从邻标接入,而且每座桥的工期节点要符合邻标的施工进度要求,给工程的协调管理带来很大难度。

从施工平面布置图更容易看出本项目特点,隔一段,干一段,有的人戏称为“蛙跳式”施工。

为便于管理,项目将整个标段分成九个工区管理,实行领导班子负责制和夜间施工值班制度。每个区都配有负责人,每座桥都配有技术和安全人员,每个吊机等大型设备都有专门管理人员,每天现场都进行安全巡视检查,后期基本形成3人管理一座桥模式,不仅人员配备更加科学合理,更加保证了桥梁施工保质保量完工。此外,安全员人数增加,和技术员相互协作更加相得益彰,确保安全文明施工有序执行。

4月23日,邀请全国著名桥梁专家、原上海市建交委科技委技术总监钱寅泉莅临项目部授课。钱教授以他独有的授课方式就“桥梁施工预应力混凝土连续梁桥施工方法要点”进行了细致的讲解。授课后,钱教授详细的询问了项目工程施工情况,并对项目施工取得的进展给予了高度认可。

在中国铁建股份公司上海代表处和集团公司华东区域指挥部的指导帮助下,分别于今年5月、7月、8月召开了三次推进会,组织劳动竞赛。在此期间,采取观摩会形式、开展青年突击队活动、提高劳动竞赛奖罚标准。召开劳动竞赛活动动员会,定期组织劳动竞赛专题例会,迅速解决施工过程中出现的各种问题。全面提升项目管理的意念和水平,充分调动青年员工的积极性,点燃他们的斗志。同时加强了项目部与施工队、各施工队之间的协调力度,促进各项施工任务共同完成将项目各方面在现有基础上提高一个层次,着重解决了施工过程中各类技术、管理及对外协调问题,取得了明显成效,为施工全面推进和实现最终目标奠定了坚实基础。通过劳动竞赛,取得了工程进度、质量、安全、现场文明施工全面提升,展现了中国铁建的企业风采。

在与项目主要领导交流过程中,谈到项目成功的秘诀时,他们一致认为之所以能够克服重重困难,取得了意想不到的成绩,根源在于他们有一支敢打敢拼的团队、一支讲究奉献的团队、一支和谐的团队。

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