多線大跨鋼桁梁橋附屬結構有限空間施工技術研究

中鐵五局集團建筑工程有限責任公司，貴州 貴陽 550081

如何在復雜環境條件下進行地鐵、停車場工程等地下工程[1-2]的施工，并保證施工安全、確保工程質量，往往是工程項目建設的重點和難點[3-5]。隨著近年來科學技術的不斷發展與進步，當前國內外地下工程的修建技術日新月異[6-8]，其中地鐵工程及附屬結構的設計、施工技術[9]不斷更新，建設水平日益提高。

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構，因附屬軌道梁、橋面梁等結構跨度長、自重大、位置懸空、安裝質量要求高的特點，常規履帶吊車等大型設備受鐵路紅線和狹小內部空間的限制不能使用，極大地增加了施工成本，提高了技術難度。

2 施工技術及實施方法

2.1 施工工藝流程

為了精準快速地進行橋梁附屬結構安裝，且考慮不能直接吊裝到位的現場制約因素，經過綜合比選論證，決定采用以牽引滑移為主的施工方法進行安裝和施工，以解決有限空間內大型或大跨度重型鋼結構的精準吊裝施工作業中的問題[10-11]。民樂停車場鋼桁梁橋附屬結構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 關鍵施工技術及方法

（1）施工準備。①設備選型。根據施工中最大構件的重量選用吊車和卷揚機等牽引設備，以順利吊裝及滑移。②滑移車制作。滑移車由橫梁、滑移架、滾輪和牽引環等部分組成，如圖2所示；現場成品如圖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、手拉葫蘆共同組成，其結構如圖4所示。

圖2 滑移車整體結構示意圖

圖3 自制滑移車現場成品圖

圖4 安裝裝置結構示意圖

（2）BIM施工模擬。在鋼桁梁橋附屬結構現場吊裝、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。根據既定坐標和高程控制點、鋼桁架分段尺寸，對所設立的支撐體系進行定位。

（4）橋面結構縱梁滑移安裝。①通過吊車將靠近吊車一側的橋面結構縱梁吊裝就位，吊裝時為防止構件滑落，使用鋼絲繩將節點處固定使構件傾斜，如圖5、圖6所示。②安裝滑移車并將其置于橋面結構縱梁上方，車間距離為0.5倍縱梁長。③將即將安裝的橋面結構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構縱梁正上方，再由人工或機械牽引滑動。⑤安裝裝置將橋面結構縱梁搭于已安裝完成的結構縱梁的一側提起，牽引梁體配合位置調整，直至完全就位，如圖7所示。⑥重復步驟③至⑤直到橋面結構縱梁全部安裝完成。

圖5 橋面附屬構件吊裝側視圖

圖6 構件吊裝掛鉤示意圖

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橋面結構縱梁上方。②通過吊車將軌道梁由桁架節段兩端空隙處吊至滑移車上方。③牽引滑移車，將第一節段軌道梁滑移至另一側，由橋梁對側安裝至吊車一側。④先將一個活動吊裝架安裝在軌道梁節段一端鋼橫梁上，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的滑移小車滑動到另一側。⑤安裝另一側活動吊裝架，同時調整兩個活動吊裝架活動吊環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調整手拉葫蘆位置將軌道梁精準就位，并按設計要求同鋼結構橋梁連接。⑦滑移小車復位至始發位置。⑧使用吊車將第二節段軌道梁放置到滑移小車上，啟動橋梁對側牽引設備，將第二節段軌道梁初步滑移就位。⑨將上一節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，調整活動吊裝架，使軌道梁平行于已經安裝完成的軌道梁。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的滑移小車可以滑動到另一側。[11]安裝另一側活動吊裝架，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]調整活動吊裝架將軌道梁精準就位，并按設計要求同鋼結構橋梁連接。[13]重復步驟[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構件落位臨時固定后，及時測量校正桁架位置。②先將構件間的聯系梁穿入安裝螺栓緊固穩定，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構施工。工程施工完成后的現場照片如圖10所示。

圖10 工程施工完的現場照片

3 工程應用效果

在民樂停車場多線大跨鋼桁梁橋附屬結構有限空間施工中，采用自主研發的滑移安裝裝置進行橋面附屬結構安裝后，材料費相比常規方法節省了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對城市空間和節約土地資源的充分利用。

4 結束語

深圳地鐵6號線民樂停車場工程在應用多線大跨鋼桁梁橋附屬結構有限空間關鍵施工技術后，實現了縮短工期和節約造價的雙重目標，取得了良好的經濟和社會效益，可為同類型有限空間內群橋協同架設的鋼結構橋梁附屬結構設計及安全、快速施工提供較好的借鑒和參考。