“站、橋、地下室”合一的高鐵站房復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工工藝

王 磊

中鐵建工集團(tuán)有限公司廣州分公司 廣東 廣州 511400

1 工程概況

珠海站為廣珠城際快速軌道交通工程的終到站，采用“站橋合一”的結(jié)構(gòu)形式（圖1），橋梁結(jié)構(gòu)承臺基礎(chǔ)位于地下室結(jié)構(gòu)下方，橋梁墩柱穿過2層地下室結(jié)構(gòu)，五柱門式橋梁蓋梁于＋8.615 m標(biāo)高置于地下室結(jié)構(gòu)上方。站臺無柱雨篷鋼結(jié)構(gòu)支座設(shè)于與橋梁蓋梁連接的縱向通長勁性轉(zhuǎn)換梁上。站房東西設(shè)備夾層為2層混凝土框架結(jié)構(gòu)，頂板標(biāo)高同蓋梁頂標(biāo)高＋8.615 m。站廳范圍內(nèi)吊頂鋼結(jié)構(gòu)為鋼管桁架，支座設(shè)于橋梁蓋梁上。

圖1 “站橋合一”結(jié)構(gòu)形式

2 地下室、站房結(jié)構(gòu)與橋梁結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系

1）橋梁承臺與地下室底板結(jié)構(gòu)相互關(guān)系：橋梁承臺位于地下室底板底標(biāo)高下3 m，承臺高度4 m，承臺上部1 m與地下室底板重疊。

2）橋梁墩柱蓋梁與地下室框架結(jié)構(gòu)相互關(guān)系：橋梁墩柱上穿地下室2層結(jié)構(gòu)至＋8.615 m標(biāo)高，橋梁蓋梁位于地下室結(jié)構(gòu)上方。

3）軌道梁、站臺梁與地下室框架結(jié)構(gòu)相互關(guān)系：軌道梁、站臺梁結(jié)構(gòu)支座均設(shè)于橋梁蓋梁上，梁體均位于地下室結(jié)構(gòu)上方；軌道梁為預(yù)制混凝土箱梁，站臺梁為現(xiàn)澆混凝土箱梁。

4）雨篷鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁與橋梁蓋梁相互關(guān)系：雨篷鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁為鋼骨勁性混凝土梁，梁內(nèi)鋼骨穿過橋梁蓋梁端部（圖2）。

圖2 雨篷轉(zhuǎn)換梁穿過橋梁蓋梁

5）雨篷鋼結(jié)構(gòu)與軌道梁、站臺梁相互關(guān)系：雨篷鋼結(jié)構(gòu)為整跨拱形鋼箱梁，位于軌道梁及站臺梁上方，軌道梁及站臺梁范圍內(nèi)均無鋼結(jié)構(gòu)柱。

3 “站橋合一”結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵工序交接及總體施工流程

1）關(guān)鍵交接工序一：土方開挖至－14.2 m，施工橋梁承臺；橋梁承臺－11.2 m以下澆筑完成，移交地下室底板施工；底板澆筑完成后，移交站前橋梁墩柱及蓋梁施工。

2）關(guān)鍵交接工序二：橋梁蓋梁施工完成后，地下室結(jié)構(gòu)施工；地下室結(jié)構(gòu)封頂后，移交站前現(xiàn)澆站臺梁結(jié)構(gòu)施工。

3）關(guān)鍵交接工序三：軌道梁架設(shè)完成，移交站臺雨篷吊裝；雨篷吊裝完成，移交站前軌道工程施工。

“站橋合一”結(jié)構(gòu)總體施工流程如圖3所示[1-4]。

圖3 總體施工流程

4 施工順序工況以及關(guān)鍵方案

4.1 工況一

土方開挖至底板底標(biāo)高－11.2 m后，逐個開挖橋梁承臺土方至－14.2 m標(biāo)高；考慮到地下室底板結(jié)構(gòu)的整體性及避免底板過多施工縫導(dǎo)致底板滲漏，橋梁承臺在－11.2 m標(biāo)高留置水平施工縫；承臺上部1 m混凝土與地下室結(jié)構(gòu)底板同步澆筑（圖4、圖5）。

圖4 橋梁承臺及地下室底板結(jié)構(gòu)施工

圖5 地下室底板結(jié)構(gòu)施工

工況一關(guān)鍵方案：

本基坑開挖深度為10.42～11.61 m，面積約38 000 m2，基坑側(cè)壁安全等級為一級?；又ёo(hù)設(shè)計采用地下連續(xù)墻（混凝土強(qiáng)度C35）＋混凝土內(nèi)支撐。

基坑支護(hù)工程是建筑工程中一個重要的子分部工程，由于容易受到勘察設(shè)計與施工質(zhì)量、周邊建筑物荷載、周邊堆載、地面防水、土方開挖與降水作業(yè)、氣候條件等因素的影響，其實(shí)際工作狀態(tài)與設(shè)計工況往往存在一定的差異，因此在設(shè)計分析指導(dǎo)下有計劃地進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測就顯得十分必要。

本基坑側(cè)壁安全等級為一級，根據(jù)工程設(shè)計圖紙和GB 50497—2009《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》“應(yīng)測”的監(jiān)測項(xiàng)目及本工程具體情況，確定相關(guān)監(jiān)測項(xiàng)目及控制要求，保證施工安全。

4.2 工況二

地下室底板結(jié)構(gòu)完成后，進(jìn)行橋梁墩柱及蓋梁結(jié)構(gòu)施工，墩柱施工腳手架及蓋梁模板支架搭設(shè)于地下室底板上（圖6）。

圖6 橋梁墩柱及蓋梁施工，同步進(jìn)行轉(zhuǎn)換梁鋼骨預(yù)埋

工況二關(guān)鍵方案：

橋梁蓋梁的模板支撐體系是從地下室筏板基礎(chǔ)面開始起算，地下室深度為10.200 m，地上蓋梁底標(biāo)高為6.615 m，模板支撐體系支撐高度為16.815 m，屬于高大模板。故模板支撐體系的設(shè)置顯得尤為重要。

梁下支撐采用扣件式鋼管腳手架，木模板作面板，木方、鋼管作背肋，鋼管配合可調(diào)支撐作支撐及加固，縱橫立桿間距為900 mm×900 mm。主龍骨采用100 mm×100 mm木方，間距900 mm，次龍骨采用100 mm×100 mm木方，間距200 mm。為保證支撐的牢固性，立桿下設(shè)縱橫掃地桿。在外側(cè)周圈應(yīng)設(shè)由下至上的豎向連續(xù)式剪刀撐，水平剪刀撐設(shè)置上、中、下3道，沿掃地桿、中部垂直剪刀撐頂部、梁底連續(xù)設(shè)置。

由于橋梁蓋梁存在后張拉預(yù)應(yīng)力工程，同時蓋梁端部存在雨篷轉(zhuǎn)換梁勁性鋼骨型鋼的預(yù)埋，在蓋梁澆筑完成后，預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉時，張拉儀器和轉(zhuǎn)換梁勁性鋼骨型鋼存在一定的位置沖突。故此部位應(yīng)加強(qiáng)與設(shè)計的溝通，按設(shè)計的處理意見進(jìn)行處理。對影響到預(yù)應(yīng)力張拉部位的勁性型鋼適當(dāng)割除，待張拉封錨完畢后，再對被割除的型鋼部位采用相同規(guī)格的鋼板進(jìn)行補(bǔ)焊，焊縫需滿足一級焊縫標(biāo)準(zhǔn)，并在隱蔽之前進(jìn)行探傷檢測（圖7、圖8）。

圖7 封錨端張拉前

圖8 張拉后補(bǔ)焊型鋼

4.3 工況三

軌道梁為預(yù)制梁，采用架橋機(jī)架設(shè)，與地下室結(jié)構(gòu)不發(fā)生關(guān)系，軌道梁架設(shè)與地下室結(jié)構(gòu)同步交叉施工；站臺梁為現(xiàn)澆梁，在地下室結(jié)構(gòu)封頂后搭設(shè)滿堂模板支撐架于地下室頂板施工。橋梁蓋梁施工期間，預(yù)埋轉(zhuǎn)換梁鋼骨及鋼筋；地下室封頂后搭設(shè)轉(zhuǎn)換梁模板支撐架（圖9）。

圖9 地下室結(jié)構(gòu)施工及軌道梁架設(shè)

工況三關(guān)鍵方案：

由于站臺梁的模板支撐體系要架立于地下室頂板之上，由于站臺梁本身荷載以及施工荷載較大，為保證結(jié)構(gòu)安全，對地下室架體搭設(shè)要求較高，同時在施工站臺梁期間，地下室支撐架體不能拆除。

根據(jù)橋梁專業(yè)提供的相關(guān)荷載，將軌道橋梁專業(yè)站臺梁在地下室投影范圍內(nèi)的模板支撐體系（加密區(qū)）梁、板底立桿間距均加密為600 mm×600 mm，水平桿步距1 200 mm。其余構(gòu)造要求同梁、板普通區(qū)（圖10）。

圖10 地下室支撐加密區(qū)域示意

4.4 工況四

正線軌道梁架設(shè)完成后進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝，鋼結(jié)構(gòu)臨時支撐置于正線軌道梁上。站臺梁與雨篷鋼結(jié)構(gòu)不發(fā)生關(guān)系，鋼結(jié)構(gòu)滑移與站臺梁現(xiàn)澆施工同步交叉進(jìn)行。

工況四關(guān)鍵方案：

由于現(xiàn)場條件限制，雨篷鋼結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)原位吊裝，經(jīng)過比選采用鋼結(jié)構(gòu)滑移方案，故施工過程中同步及安全保證措施顯得尤為重要。

雨篷鋼結(jié)構(gòu)在平面上分為2個施工階段。第1施工階段為吊裝區(qū)雨篷鋼結(jié)構(gòu)的吊裝，第2施工階段為滑移區(qū)雨篷鋼結(jié)構(gòu)的滑移安裝（圖11）。

軌道布置需考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場實(shí)際情況。本工程滑移軌道共計3條（每條均為雙軌），中部軌道雙軌間距1.80 m，兩邊軌道雙軌間距1.02 m，軌道下設(shè)埋件（圖12）。

圖11 雨篷鋼結(jié)構(gòu)施工分區(qū)

圖12 滑移軌道設(shè)置示意

滑移安全措施分為2點(diǎn)。第一為設(shè)備安全措施，楔形夾軌器具有單向自鎖作用。當(dāng)油缸伸出時，夾塊工作（夾緊），自動鎖緊滑移軌道。油缸縮回時，夾塊不工作（松開），與油缸同方向移動。每臺液壓油缸主缸上裝有液壓鎖，防止失速卸壓。第二為現(xiàn)場安全措施，滑移設(shè)備安裝時，地面應(yīng)劃定安全區(qū)，以避免設(shè)備造成人員受傷。在正式施工時，也應(yīng)劃定安全區(qū)，禁止交叉作業(yè)。結(jié)構(gòu)滑移空間內(nèi)不得有障礙物。在滑移的過程中，應(yīng)指定專人觀察夾軌器、液壓油缸、液壓泵站等的工作情況。若有異常，直接通知指揮控制中心。

5 結(jié)語

以廣珠城際珠海站工程施工實(shí)際為例，針對“站、橋、地下室”合一結(jié)構(gòu)的特殊性和復(fù)雜性，介紹了橋梁、站房結(jié)構(gòu)、地下室結(jié)構(gòu)、雨篷鋼結(jié)構(gòu)間的相互關(guān)系，評估了其相互制約的影響并對各專項(xiàng)工程的先后施工順序進(jìn)行研究，最終實(shí)施的地下室、站房與橋梁交叉施工流程和組織安排，使得整個結(jié)構(gòu)工程交叉施工組織合理、有序、緊湊、銜接順暢，可為類似結(jié)構(gòu)形式工程施工提供有益的借鑒。