文 浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 王昌將 史方華 李磊 陳向陽(yáng) 保利長(zhǎng)大工程有限公司第一分公司 白永亮
寧波舟山港主通道項(xiàng)目工程規(guī)模大,建設(shè)條件復(fù)雜,品質(zhì)要求高。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中,項(xiàng)目部因地制宜地展開了技術(shù)攻關(guān),采用了一系列新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工法,保證了項(xiàng)目的高品質(zhì)建造。魚山大橋通過(guò)采用全棧橋施工工法,化海為陸,保證了有效作業(yè)時(shí)間。在舟山寸土寸金的陸域情況下,陸域橋梁采用了上下部全預(yù)制的結(jié)構(gòu)方案,并首創(chuàng)了上下部一體化無(wú)便道架設(shè)工法,實(shí)現(xiàn)了陸域橋梁的綠色建造,減少臨時(shí)用地40余畝。富翅門大橋采用的跨路橋梁快速施工技術(shù),有效地節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間,加快了工程速度,提升了工程品質(zhì)。
以魚山大橋?yàn)槔?,魚山大橋海域區(qū)段全長(zhǎng)7.78公里,為滿足魚山石化基地建造和生產(chǎn)需要,大橋建設(shè)工期僅有27個(gè)月。受建設(shè)條件限制,每年有效工期不足9個(gè)月。魚山大橋不同于連接大陸和島嶼的半島型跨海大橋,它連接的岱山和魚山島距舟山本島在16公里以上,且兩者均沒有陸上通道與大陸連接。兩個(gè)島嶼工業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱,橋址可達(dá)性差。為保證大橋高質(zhì)量、高效率的建造,魚山大橋只能遵循橋梁工業(yè)化思路,通過(guò)結(jié)構(gòu)和施工方法上的不斷創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)橋梁的快速高品質(zhì)建造。
魚山大橋采用全棧橋方案,棧橋則全部采用了模塊化設(shè)計(jì),采用1200噸浮吊整體起吊安裝,8公里棧橋施工時(shí)間僅用時(shí)3個(gè)月。全棧橋方案解決了惡劣海洋環(huán)境下施工設(shè)備、人員和材料的運(yùn)輸、作業(yè)問(wèn)題。魚山大橋項(xiàng)目也成為國(guó)內(nèi)全棧橋施工的第一座跨海大橋。
在工業(yè)化思想引領(lǐng)下設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu),以通航、水深和地質(zhì)條件和合理經(jīng)濟(jì)支出為原則,總體布置全橋。針對(duì)非通航孔橋的建設(shè)條件不同,將非通航孔橋分為六個(gè)區(qū)域,采用70米和50米的連續(xù)梁體系,上部機(jī)構(gòu)全部采用節(jié)段預(yù)制拼裝,其中70米跨徑采用節(jié)段預(yù)制懸拼,50米跨徑采用節(jié)段預(yù)制逐跨拼裝。
通航孔橋混凝土梁均采用節(jié)段預(yù)制懸拼,是世界上最大跨徑的節(jié)段預(yù)制懸拼連續(xù)剛構(gòu),節(jié)段梁最大預(yù)制高度達(dá)12.14米,也是目前國(guó)內(nèi)預(yù)制高度最大的節(jié)段梁。
結(jié)合上海船研所的船撞力分析報(bào)告,項(xiàng)目部確定了承受2000噸級(jí)船舶撞擊的概率較大。為保證結(jié)構(gòu)安全,優(yōu)化了超大跨徑節(jié)段預(yù)制拼裝混合梁橋,橋梁跨徑緩緩變化,協(xié)調(diào)大方,且減少了4個(gè)橋墩,降低了船舶撞擊風(fēng)險(xiǎn)。
鋼混凝土結(jié)合段采用有格室的后承壓板形式。將鋼箱梁端部的頂、底板和腹板做成雙壁板,在雙壁板內(nèi)部設(shè)PBL剪力板和剪力釘,形成鋼格室。在鋼格室內(nèi)填充混凝土,并通過(guò)預(yù)應(yīng)力短束使鋼箱梁與混凝土箱梁緊密結(jié)合。
富翅門大橋
舟岱大橋一體化架橋機(jī)
根據(jù)地質(zhì)和水文條件,下部結(jié)構(gòu)均采用大直徑鋼管復(fù)合單樁基礎(chǔ),區(qū)域不同,采用不同尺寸的樁基,并且根據(jù)受力不同,將鋼管復(fù)合樁分為有鋼管段和無(wú)鋼管段兩部分。鋼管通過(guò)設(shè)置剪力環(huán)和保證足夠的腐蝕余量來(lái)保證與內(nèi)部混凝土的共同受力。在水位變動(dòng)區(qū)和浪濺區(qū)的范圍,外部采用“防腐涂裝+腐蝕余量”的方式來(lái)滿足使用要求。
傳統(tǒng)的陸域橋梁建設(shè)模式粗放、零散、低效,現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎、現(xiàn)場(chǎng)立模、現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑等施工效率低下,標(biāo)準(zhǔn)化程度低,施工質(zhì)量難以保證,建設(shè)模式亟待變革。
我國(guó)從20世紀(jì)90年代起開始了陸域全預(yù)制拼裝工藝的研究,并在局部項(xiàng)目上展開了試驗(yàn)性的應(yīng)用。2014年,上海滬翔公路對(duì)灌漿套筒連接方式建設(shè)了試驗(yàn)段,在后續(xù)嘉閔高架建設(shè)中,又再次試驗(yàn)。陸域立柱、蓋梁和梁板全預(yù)制方案將除拼裝外的工序全部在預(yù)制場(chǎng)完成,但在現(xiàn)場(chǎng)拼裝階段,需要采用履帶吊或汽車吊現(xiàn)場(chǎng)安裝上下部結(jié)構(gòu),這種工法對(duì)于便道要求很高,施工是需要臨時(shí)征很多地、對(duì)周邊自然環(huán)境和交通等也帶來(lái)不利影響。
舟岱大橋陸域段全長(zhǎng)近10公里,其中預(yù)制T梁橋6.16公里,沿線村莊、農(nóng)田、公路及河道密布,施工時(shí)如何減少對(duì)沿線村民生產(chǎn)、生活的干擾,并減少施工期對(duì)地方道路和農(nóng)田的臨時(shí)占用,成為項(xiàng)目中非常重要的問(wèn)題。從有利節(jié)約環(huán)境資源,實(shí)現(xiàn)綠色、高效、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、節(jié)能目標(biāo)出發(fā),舟岱大橋陸域段在設(shè)計(jì)上充分借鑒了上海城市高架橋建造的先進(jìn)理念,提出了“上、下部結(jié)構(gòu)”全預(yù)制化、現(xiàn)場(chǎng)一體化架設(shè)新理念。在施工橋位合適位置設(shè)置提梁站,立柱、蓋梁及T梁,使用提梁站龍門吊提升至橋面的運(yùn)輸車上,通過(guò)橋上運(yùn)輸通道運(yùn)抵架橋機(jī)處進(jìn)行安裝,改變了過(guò)去架橋機(jī)僅能安裝上部結(jié)構(gòu),下部結(jié)構(gòu)需占用臨時(shí)通道并借助其他起吊設(shè)備進(jìn)行安裝的做法,有效地解決了生態(tài)環(huán)保部提出的“無(wú)害化穿越”的重大工程環(huán)保難題。
舟山市富翅門大橋工程路線起點(diǎn)接甬舟高速公路富翅互通,設(shè)特大橋跨富翅門水道,終點(diǎn)順接在建國(guó)道329線舟山段改建工程,并設(shè)岑港互通順接寧波舟山港主通道后期工程。
富翅門大橋工程岑港互通跨路結(jié)合梁,采用結(jié)合梁分節(jié)與道路設(shè)置協(xié)同控制分析、結(jié)合梁支架穩(wěn)定性及安全性分析、吊裝及交通疏導(dǎo)、結(jié)合梁鋼梁焊接、橋面板澆筑施工等方面,加快了跨路結(jié)合梁快速施工的速度。
首先,是結(jié)合梁的分段控制。分塊分析結(jié)合梁的鋼箱梁部分:分塊加工運(yùn)輸、跨路支架搭設(shè)、跨路起重吊裝等。分析之后發(fā)現(xiàn)要想滿足高速公路運(yùn)輸需求,現(xiàn)場(chǎng)需要采用260噸汽車吊裝,吊裝時(shí)交替占用單幅道路可行。
其次,要根據(jù)結(jié)合梁構(gòu)造、分塊情況和現(xiàn)有的地形條件,將支撐管樁設(shè)置在承臺(tái)、道路中央分隔帶及兩側(cè)。按照從兩邊到中間的順序依次順序吊裝,吊裝時(shí)占用單幅車道,另外一側(cè)單幅雙向通行。
除此之外,在橋面板施工吊裝完成后,利用三向千斤頂調(diào)整結(jié)合梁高程及平面位置,復(fù)測(cè)無(wú)誤后焊接。焊接采用陶瓷焊接襯墊打底,單面焊接雙面成型,焊接時(shí)電弧要保持穩(wěn)定,保證焊接質(zhì)量,提高工效。
根據(jù)當(dāng)前同類型跨路箱梁施工狀況,國(guó)內(nèi)主要存在支架現(xiàn)澆、整孔鋼箱梁/預(yù)制梁無(wú)支架(整孔分幅和整體不分幅)和結(jié)合梁支架上分節(jié)段3類方案進(jìn)行跨路箱梁施工。綜合分析對(duì)比之后,結(jié)合梁分節(jié)段快速施工,施工工期更短,材料使用、交通安全維護(hù)等施工成本更低,并且可以在保證道路正常通行的同時(shí),降低安全風(fēng)險(xiǎn),減少了對(duì)周圍居民出行的影響,達(dá)到安全順利施工的預(yù)期效果。