摘 要:本文較詳細地介紹了南京機場高速公路互通立交橋施工中,在任務重、難度大、時間緊、要求高的情況下,采取的有效施工措施,取得了顯著效果。
關鍵詞:互通立交橋 施工 措施 質量
1 工程概況
南京機場高速公路總體設計中,為了能與南京—高淳一級公路相接,在江寧縣祿口鎮,設置了機場互通立交橋。該工程南接新機場大門,橫跨機場路,向東連續跨越祿口—銅山公路,秦淮河,泰淮河古道和大量漁塘地段。
橋梁荷載設計標準為汽車超-20級、掛車-120級,橋梁與路基同寬,其中主線為24.5m,單向雙車道為12.5m,單向單車道為8.5m,設計時速為100km/h,單向雙車道50km/h,單向單車道40km/h,最小曲線半徑50m,最大縱坡3%,最大超高8%,抗震烈度為7度。
橋梁結構型式:上部結構為等截面箱形連續剛構,下部為鉆(挖)孔樁基礎,獨柱橋墩。
因工程建設的特殊性,該橋分兩部分施工,第一部分由南京機場高速公路建設指揮部負責建設管理,江蘇省交通工程總公司負責施工,本文所述僅為這一部分的施工介紹。
互通分別由A-A、B-B、D-D、E-E、N-N五個匝道組成。橋梁布孔為:
- A匝道橋+N匝道,右幅橋(3×16)+(5×20.4)+(3×25+24.61)+(26.456+24.365+24.382+24.797)+(4×24)+(2×20)+(6×22.5)
(2)B匝道橋+N匝道,左幅橋(3×25)+24.982+(23.938+25.451+25.440+25.172)+(4×25)+(4×25)+(2×20)+(6×22.5)
(3)D匝道橋(6×25)+(5×25)
(4)E匝道橋(2×20)+(5×20)+(5×20)
單幅累計橋長為1839.843m。
該工程是機場路中開工最遲的工程,為了不影響機場路通車后的整體視覺效果,根據指揮部的要求,互通要與機場路同步竣工,同步驗收,因此在工期上也是機場路中最緊的工程。該工程于1996年5月25日竣工,歷時7個月,計215d時間,不僅速度快,而且質量好,開創了機場路上的施工奇跡,被專家和領導譽為“精品工程”。
2 組織與安排
機場互通在機場建設指揮部的領導下,由E標監理組監理,江蘇省交通工程總公司負責施工。
接到任務后,省公司成立了項目經理部,為了不辱使命組織了我公司實力最強,在箱梁施工方面有豐富經驗的四個公司進入施工現場,經技術、設備、施工能力等幾個方面的衡量,決定由六公司負責N匝道6#墩向西部及A匝道、B匝道兩個匝道,由二公司負責施工N匝道6#墩向東部分,三公司負責E匝道,七公司負責D匝道,其中二公司施工任務最重。
3 下部構造的施工
本工程共有168根樁基礎,其中120直徑8根,180直徑2根,其余均為150直徑。因地質情況復雜,基巖起伏較大,采用傳統的鉆孔樁工藝,無法按工期完成施工任務。剛進入現場時,我公司曾先上4臺鉆機分別對N、D、E匝道做試鉆孔,其中鉆孔時間最長的一根樁達45d,因此后來經指揮部同意,除6根樁為鉆孔樁外,其余全部采用挖孔樁施工。
挖孔樁工藝比較簡單,而且成本比較低,一般每3~4人為一組,每天掘進深度平均2.0m,可采用磚護壁(支承樁),也可采用混凝土護壁(摩擦樁),因為挖孔樁對孔底情況清楚直觀,所以,可對原有的鉆探作一些補充,對樁長可現場確定,但最難掌握的是如何確定柱底的風化程度,經指揮部、設計院、監理組和施工單位再三商量、研究,在現場幾次討論,認為可從聽聲音、看裂隙發達情況等來定是否到達中等風化層。所謂聽聲音就是聽挖出的巖石用錘敲擊的聲音是否清脆,斷裂面是否新鮮。看裂隙發達程度就是要到孔底看裂隙寬是否小于2cm,裂隙間距是否大于20cm。
采用挖孔樁施工工藝,大大地提高了生產效率,縮短了樁基施工時間,為機場互通按期完工打下了基礎。
4 墩身施工
因本工程所有橋墩均為獨柱墩身,而且全是異形的,因此全部采用了新的大鋼板、大模板,特殊加工,最少的模板只周轉了二次,保證了外形的美觀。
5 上部構造快速施工的措施
5.1 劃小施工段落
經過以上安排和劃分,使得單幅全長1839.843m的橋,劃成了四段,最長的是二公司承擔的施工段落,長750m(單幅長),其它各公司承接的任務相應較小,只要二公司完成,其它各公司都不會有什么問題,因此二公司成了完成整個施工任務的關鍵。
5.2 細化計劃
因二公司施工的32孔箱梁任務最重又因橋梁所跨越的地段原為漁塘,后填土又沒有很好的壓實,所以條件比較困難,施工環節比其它公司多,地基處理也比較困難,為了組織計劃好該段落的施工,我們采用了網絡計劃,在制訂網絡計劃時,每道工序按小時排,按施工工序、設備調動、拆除線路,畫出網絡圖,然后進行網絡優化,縮小自由時差,根據網絡圖,列出每道工序的最遲完成時間,并制成表格(見表1),利于工人閱讀,發給現場施工負責人貼在墻上,每天都及時檢查當天的工作和昨天的任務
完成情況(見圖1)。
圖1 澆筑順序圖
編制日期:2月20日 二公司機場互通施工計劃表 表1
支架 |
支架 |
澆筑 |
地基 |
支架 |
鋪 |
上 |
第 |
第 |
拆 |
拆 |
備 注 |
現備 |
2月 |
① |
已結 |
已結 |
已結 |
已結 |
2月 |
2月 |
2月 |
3月 |
4孔立柱轉④側模轉 |
現備 |
2月 |
② |
2月 |
2月 |
2月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
2孔立柱轉⑤側模轉 |
現備 |
2月 |
③ |
2月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
萬能桿件3孔圓管柱1 |
① |
3月 |
④ |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
4月 |
4月 |
支架由①轉來4孔圓 |
③ |
3月 |
⑤ |
3月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
支架由③轉側模由④ |
④ |
4月 |
⑥ |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
支架由②轉側模由④ |
④ |
4月 |
⑦ |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
5月 |
支架由④轉4孔側模 |
⑤⑥ |
4月 |
⑧ |
4月 |
5月 |
5月 |
5月 |
5月 |
5月 |
支架由④⑤⑥轉側模 |
注:①表中所有日期均指工序的最后完成日期;
②支架共12孔,側模共10孔。
在表中可以看到計劃從2月20日開始,實際施工到5月25日結束,經過三個多月的實施,執行情況是好的,只與計劃相差2d。
5.3 加大設備投入
為了能完成任務,在機場互通上部箱梁施工中共投入軍用貝雷約3500片,各類鋼支撐支架1000多t,吊車14部,混凝土輸送泵5部,拌和站4套,裝載機4臺。
6 提高箱梁施工質量的方法
6.1 施工測量
施工測量在互通施工中非常重要,互通施工是遍地開花,各干各的,最后拼成一個符合設計的圖形,因此經理部對此非常重視,專門組織力量對設計院交下的導線樁座標點進行了加密,并使之組成了一個閉合的三角導線網,然后每2個月對網復測一遍,在導線網保持正確的同時,每個公司與公司之間接頭處,進行互測,每根灌注樁的樁位采取自己放樣,經理部復測、監理復測三級互檢措施,確保萬無一失。
6.2 支架搭架
箱梁的支架是確保箱梁施工總體質量的基礎,因此必須有足夠的強度和剛度,為了達到這一目的,公司采用了三種支架形式,第一種為滿堂支架,即采用“門”式支架組成;第二種為型鋼支撐,或4根鋼管立柱支撐,用型鋼作橫梁,或用貝雷作橫梁;
第三種,型鋼或貝雷作支撐,貝雷作橫梁,本工程大部分箱梁采用了第三種支架。
6.2.1 支架基礎
根據不同的形式,我們采用了不同的支架基礎。對于第一種滿堂支架,采用了地基全面積處理,對支架基礎進行了夯填,并在支架底墊了方木。對于第二種,采用了長為橋寬,寬為1.4m,厚為0.5m的條形地基,以上這兩種形式不適于軟基。第三種,采用了兩頭利用承臺直接搭設支架,或只用一個中支點,該中支點可采用粉噴樁作地基加固,也可用木樁、灌注樁作地基加固(見圖2)。
圖2
6.2.2 預壓和預拱度
在機場互通除采用灌注樁作基礎的不需要預壓外,其它都在支架基礎或排架上進行了預壓。支架基礎預壓是通過對箱梁、支架重量的計算,得出支架基礎反力,并按反力的大小等荷載預壓。對支架基礎預壓可加速支架的周轉,減少支架因預壓而等待的時間。
有關支架的非彈性變形可由預拱度來解決。
預拱度是通過試驗得來的,在第一次箱梁澆筑以前,第一次預壓是在支架進行的,在對支架加載之前應測一下底模線得曲線F1(x),并記錄下基底標高δ1,加載后再測一次底模線得曲線F2(x),等沉降穩定后,卸載后再測底模線得曲線F3(x),并記錄下基底標高δ2。
? Δ=δ1-δ2為基底沉降。
?F(x)=F1(x)-F2(x)+δ1(x)-δ2(x),為非彈性、彈性和沉降的總變形,也就是預拱度曲線,如果地基已經預壓過,δ1-δ2=0,F1(x)-F3(x)為支架的反彈曲線。
6.2.3 卸架
機場互通的卸架比較有特點,這與其墩高達12.0m有關,因為人不易攀登到如此高度用手工拆除,所以想出了一次性拆架的辦法。
在拆架前先將支架橫梁用卷揚機扣牢吊于箱梁上,然后拆除砂筒,拆除支撐,將地面上清除干凈后,用卷揚機徐徐將支架連同模板一起放下。
6.3 模板
模板決定混凝土表面的質量和混凝土的外形尺寸,在本工程施工中,外模全部采用了高強聚脂腹膜竹膠板,這種模板表面光潔度好、拼縫少,采用該模板澆出的混凝土表面光潔如鏡,效果非常好。
內模雖然不影響表面的外觀質量,但它影響箱梁內部的幾何尺寸,進而影響箱梁恒載,而且跑模和漏漿影響混凝土的質量,因此內模也一樣不可忽視。在本工程中,內模全部采用5cm厚的木板,外包瀝青油氈,這樣既可防止漏漿,又有利于內模拆除。
6.4 箱梁混凝土澆筑
箱梁混凝土分兩次澆筑,第一次澆至翼緣板底肋板頂,第二次把剩余部分澆完,全部箱梁澆筑采用泵送混凝土。因采用泵送混凝土,而導致用水量、用灰量加大,混凝土收縮嚴重,給橋面澆筑帶來困難,稍不留意,就會龜裂,所以橋面一般要做3遍以
上,并養護好。為了保證工期,混凝土采用了高配比的辦法提高標號,一般第二次混凝土澆筑結束,7d即可達到設計強度,并可落架。7 安全施工
在機場互通的施工過程中,雖然工期緊,但自始至終強調文明施工、安全施工,經理部安全負責人經常同各公司安全員一起進行安全檢查,在關鍵時刻還請總公司安全部協助檢查,并認真落實整改,做到警鐘長鳴。除此以外,互通下的祿口—銅山公路,為確保其安全暢通,專門設標志限高,派專人指揮交通。因此確保了整個互通施工過程中未發生一起安全事故。