多線大跨鋼桁梁橋附屬結(jié)構(gòu)有限空間施工技術(shù)研究

中鐵五局集團建筑工程有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550081

如何在復(fù)雜環(huán)境條件下進行地鐵、停車場工程等地下工程[1-2]的施工，并保證施工安全、確保工程質(zhì)量，往往是工程項目建設(shè)的重點和難點[3-5]。隨著近年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，當(dāng)前國內(nèi)外地下工程的修建技術(shù)日新月異[6-8]，其中地鐵工程及附屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工技術(shù)[9]不斷更新，建設(shè)水平日益提高。

1 工程背景

深圳地鐵6號線停車場項目為國內(nèi)首例上跨既有隧道群，且為體量最大的橋房合一工程[1]。其運用庫中間為鋼桁架結(jié)構(gòu)，因附屬軌道梁、橋面梁等結(jié)構(gòu)跨度長、自重大、位置懸空、安裝質(zhì)量要求高的特點，常規(guī)履帶吊車等大型設(shè)備受鐵路紅線和狹小內(nèi)部空間的限制不能使用，極大地增加了施工成本，提高了技術(shù)難度。

2 施工技術(shù)及實施方法

2.1 施工工藝流程

為了精準(zhǔn)快速地進行橋梁附屬結(jié)構(gòu)安裝，且考慮不能直接吊裝到位的現(xiàn)場制約因素，經(jīng)過綜合比選論證，決定采用以牽引滑移為主的施工方法進行安裝和施工，以解決有限空間內(nèi)大型或大跨度重型鋼結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)吊裝施工作業(yè)中的問題[10-11]。民樂停車場鋼桁梁橋附屬結(jié)構(gòu)有限空間施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程

2.2 關(guān)鍵施工技術(shù)及方法

（1）施工準(zhǔn)備。①設(shè)備選型。根據(jù)施工中最大構(gòu)件的重量選用吊車和卷揚機等牽引設(shè)備，以順利吊裝及滑移。②滑移車制作?；栖囉蓹M梁、滑移架、滾輪和牽引環(huán)等部分組成，如圖2所示；現(xiàn)場成品如圖3所示。③安裝裝置制作。安裝裝置由支架（包含下鋼板、上鋼板、立柱、套筒、斜撐）、懸吊梁、活動吊環(huán)、手拉葫蘆共同組成，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖2 滑移車整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 自制滑移車現(xiàn)場成品圖

圖4 安裝裝置結(jié)構(gòu)示意圖

（2）BIM施工模擬。在鋼桁梁橋附屬結(jié)構(gòu)現(xiàn)場吊裝、安裝之前，采用Sketchup、fuzor等軟件建立BIM模型，在正式安裝前優(yōu)化施工方案并對實際施工過程進行實時校對與反饋。

（3）放線定位。根據(jù)既定坐標(biāo)和高程控制點、鋼桁架分段尺寸，對所設(shè)立的支撐體系進行定位。

（4）橋面結(jié)構(gòu)縱梁滑移安裝。①通過吊車將靠近吊車一側(cè)的橋面結(jié)構(gòu)縱梁吊裝就位，吊裝時為防止構(gòu)件滑落，使用鋼絲繩將節(jié)點處固定使構(gòu)件傾斜，如圖5、圖6所示。②安裝滑移車并將其置于橋面結(jié)構(gòu)縱梁上方，車間距離為0.5倍縱梁長。③將即將安裝的橋面結(jié)構(gòu)縱梁吊裝至滑移車上方。④用螺栓先于其前端固定帶牽引繩的角鋼，并將其橫移至已安裝好的結(jié)構(gòu)縱梁正上方，再由人工或機械牽引滑動。⑤安裝裝置將橋面結(jié)構(gòu)縱梁搭于已安裝完成的結(jié)構(gòu)縱梁的一側(cè)提起，牽引梁體配合位置調(diào)整，直至完全就位，如圖7所示。⑥重復(fù)步驟③至⑤直到橋面結(jié)構(gòu)縱梁全部安裝完成。

圖5 橋面附屬構(gòu)件吊裝側(cè)視圖

圖6 構(gòu)件吊裝掛鉤示意圖

圖7 橋面縱梁安裝BIM模型示意圖

（5）軌道縱梁滑移安裝。①安裝滑移車，放置于即將安裝的軌道縱梁兩側(cè)橋面結(jié)構(gòu)縱梁上方。②通過吊車將軌道梁由桁架節(jié)段兩端空隙處吊至滑移車上方。③牽引滑移車，將第一節(jié)段軌道梁滑移至另一側(cè)，由橋梁對側(cè)安裝至吊車一側(cè)。④先將一個活動吊裝架安裝在軌道梁節(jié)段一端鋼橫梁上，隨后將初步就位的軌道梁吊起，使靠近已安裝活動吊裝架一側(cè)的滑移小車滑動到另一側(cè)。⑤安裝另一側(cè)活動吊裝架，同時調(diào)整兩個活動吊裝架活動吊環(huán)位置及手拉葫蘆將鋼桁梁吊起，滑車安裝位置BIM模型示意如圖8所示。然后，將下方滑移小車全部移出軌道梁長度范圍。⑥調(diào)整手拉葫蘆位置將軌道梁精準(zhǔn)就位，并按設(shè)計要求同鋼結(jié)構(gòu)橋梁連接。⑦滑移小車復(fù)位至始發(fā)位置。⑧使用吊車將第二節(jié)段軌道梁放置到滑移小車上，啟動橋梁對側(cè)牽引設(shè)備，將第二節(jié)段軌道梁初步滑移就位。⑨將上一節(jié)段使用的活動支吊架拆下并安裝至兩個軌道梁交接端一側(cè)，調(diào)整活動吊裝架，使軌道梁平行于已經(jīng)安裝完成的軌道梁。⑩通過手拉葫蘆將初步就位的軌道梁吊起，使靠近已安裝活動吊裝架一側(cè)的滑移小車可以滑動到另一側(cè)。[11]安裝另一側(cè)活動吊裝架，同時將軌道梁吊起，將下方滑移小車全部移出軌道梁長度范圍，如圖9所示。[12]調(diào)整活動吊裝架將軌道梁精準(zhǔn)就位，并按設(shè)計要求同鋼結(jié)構(gòu)橋梁連接。[13]重復(fù)步驟[12]直到軌道梁安裝完成。

圖8 滑車安裝位置BIM模型示意圖

圖9 滑車移出軌道梁BIM模型

（6）螺栓安裝與焊接。①構(gòu)件落位臨時固定后，及時測量校正桁架位置。②先將構(gòu)件間的聯(lián)系梁穿入安裝螺栓緊固穩(wěn)定，待連接兩榀梁間連接板安裝完后，再安裝高強螺栓，最終完成焊縫焊接工作。

（7）橋面土建施工。①軌道縱梁安裝完成之后，即可進行桁架橋內(nèi)部的橋面板鋪板、剪力釘焊接及鋼筋綁扎工作。②橋面板砼以單幅橋面板為單位進行整體澆筑，用地泵由中間向兩端澆筑。③進行其他上部軌道及結(jié)構(gòu)施工。工程施工完成后的現(xiàn)場照片如圖10所示。

圖10 工程施工完的現(xiàn)場照片

3 工程應(yīng)用效果

在民樂停車場多線大跨鋼桁梁橋附屬結(jié)構(gòu)有限空間施工中，采用自主研發(fā)的滑移安裝裝置進行橋面附屬結(jié)構(gòu)安裝后，材料費相比常規(guī)方法節(jié)省了57.5萬元，工期縮短了20d。在顯著降低成本的同時，也使房橋合一這一建筑形式能夠真正實現(xiàn)對城市空間和節(jié)約土地資源的充分利用。

4 結(jié)束語

深圳地鐵6號線民樂停車場工程在應(yīng)用多線大跨鋼桁梁橋附屬結(jié)構(gòu)有限空間關(guān)鍵施工技術(shù)后，實現(xiàn)了縮短工期和節(jié)約造價的雙重目標(biāo)，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益，可為同類型有限空間內(nèi)群橋協(xié)同架設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)橋梁附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計及安全、快速施工提供較好的借鑒和參考。