摘 要:本文较详细地介绍了南京机场高速公路互通立交桥施工中,在任务重、难度大、时间紧、要求高的情况下,采取的有效施工措施,取得了显著效果。
关键词:互通立交桥 施工 措施 质量
1 工程概况
南京机场高速公路总体设计中,为了能与南京—高淳一级公路相接,在江宁县禄口镇,设置了机场互通立交桥。该工程南接新机场大门,横跨机场路,向东连续跨越禄口—铜山公路,秦淮河,泰淮河古道和大量渔塘地段。
桥梁荷载设计标准为汽车超-20级、挂车-120级,桥梁与路基同宽,其中主线为24.5m,单向双车道为12.5m,单向单车道为8.5m,设计时速为100km/h,单向双车道50km/h,单向单车道40km/h,最小曲线半径50m,最大纵坡3%,最大超高8%,抗震烈度为7度。
桥梁结构型式:上部结构为等截面箱形连续刚构,下部为钻(挖)孔桩基础,独柱桥墩。
因工程建设的特殊性,该桥分两部分施工,第一部分由南京机场高速公路建设指挥部负责建设管理,江苏省交通工程总公司负责施工,本文所述仅为这一部分的施工介绍。
互通分别由A-A、B-B、D-D、E-E、N-N五个匝道组成。桥梁布孔为:
- A匝道桥+N匝道,右幅桥(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匝道桥+N匝道,左幅桥(3×25)+24.982+(23.938+25.451+25.440+25.172)+(4×25)+(4×25)+(2×20)+(6×22.5)
(3)D匝道桥(6×25)+(5×25)
(4)E匝道桥(2×20)+(5×20)+(5×20)
单幅累计桥长为1839.843m。
该工程是机场路中开工最迟的工程,为了不影响机场路通车后的整体视觉效果,根据指挥部的要求,互通要与机场路同步竣工,同步验收,因此在工期上也是机场路中最紧的工程。该工程于1996年5月25日竣工,历时7个月,计215d时间,不仅速度快,而且质量好,开创了机场路上的施工奇迹,被专家和领导誉为“精品工程”。
2 组织与安排
机场互通在机场建设指挥部的领导下,由E标监理组监理,江苏省交通工程总公司负责施工。
接到任务后,省公司成立了项目经理部,为了不辱使命组织了我公司实力最强,在箱梁施工方面有丰富经验的四个公司进入施工现场,经技术、设备、施工能力等几个方面的衡量,决定由六公司负责N匝道6#墩向西部及A匝道、B匝道两个匝道,由二公司负责施工N匝道6#墩向东部分,三公司负责E匝道,七公司负责D匝道,其中二公司施工任务最重。
3 下部构造的施工
本工程共有168根桩基础,其中120直径8根,180直径2根,其余均为150直径。因地质情况复杂,基岩起伏较大,采用传统的钻孔桩工艺,无法按工期完成施工任务。刚进入现场时,我公司曾先上4台钻机分别对N、D、E匝道做试钻孔,其中钻孔时间最长的一根桩达45d,因此后来经指挥部同意,除6根桩为钻孔桩外,其余全部采用挖孔桩施工。
挖孔桩工艺比较简单,而且成本比较低,一般每3~4人为一组,每天掘进深度平均2.0m,可采用砖护壁(支承桩),也可采用混凝土护壁(摩擦桩),因为挖孔桩对孔底情况清楚直观,所以,可对原有的钻探作一些补充,对桩长可现场确定,但最难掌握的是如何确定柱底的风化程度,经指挥部、设计院、监理组和施工单位再三商量、研究,在现场几次讨论,认为可从听声音、看裂隙发达情况等来定是否到达中等风化层。所谓听声音就是听挖出的岩石用锤敲击的声音是否清脆,断裂面是否新鲜。看裂隙发达程度就是要到孔底看裂隙宽是否小于2cm,裂隙间距是否大于20cm。
采用挖孔桩施工工艺,大大地提高了生产效率,缩短了桩基施工时间,为机场互通按期完工打下了基础。
4 墩身施工
因本工程所有桥墩均为独柱墩身,而且全是异形的,因此全部采用了新的大钢板、大模板,特殊加工,最少的模板只周转了二次,保证了外形的美观。
5 上部构造快速施工的措施
5.1 划小施工段落
经过以上安排和划分,使得单幅全长1839.843m的桥,划成了四段,最长的是二公司承担的施工段落,长750m(单幅长),其它各公司承接的任务相应较小,只要二公司完成,其它各公司都不会有什么问题,因此二公司成了完成整个施工任务的关键。
5.2 细化计划
因二公司施工的32孔箱梁任务最重又因桥梁所跨越的地段原为渔塘,后填土又没有很好的压实,所以条件比较困难,施工环节比其它公司多,地基处理也比较困难,为了组织计划好该段落的施工,我们采用了网络计划,在制订网络计划时,每道工序按小时排,按施工工序、设备调动、拆除线路,画出网络图,然后进行网络优化,缩小自由时差,根据网络图,列出每道工序的最迟完成时间,并制成表格(见表1),利于工人阅读,发给现场施工负责人贴在墙上,每天都及时检查当天的工作和昨天的任务
完成情况(见图1)。
图1 浇筑顺序图
编制日期:2月20日 二公司机场互通施工计划表 表1
支架 |
支架 |
浇筑 |
地基 |
支架 |
铺 |
上 |
第 |
第 |
拆 |
拆 |
备 注 |
现备 |
2月 |
① |
已结 |
已结 |
已结 |
已结 |
2月 |
2月 |
2月 |
3月 |
4孔立柱转④侧模转 |
现备 |
2月 |
② |
2月 |
2月 |
2月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
2孔立柱转⑤侧模转 |
现备 |
2月 |
③ |
2月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
3月 |
万能杆件3孔圆管柱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转来4孔圆 |
③ |
3月 |
⑤ |
3月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
4月 |
支架由③转侧模由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转侧模由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转4孔侧模 |
⑤⑥ |
4月 |
⑧ |
4月 |
5月 |
5月 |
5月 |
5月 |
5月 |
支架由④⑤⑥转侧模 |
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,侧模共10孔。
在表中可以看到计划从2月20日开始,实际施工到5月25日结束,经过三个多月的实施,执行情况是好的,只与计划相差2d。
5.3 加大设备投入
为了能完成任务,在机场互通上部箱梁施工中共投入军用贝雷约3500片,各类钢支撑支架1000多t,吊车14部,混凝土输送泵5部,拌和站4套,装载机4台。
6 提高箱梁施工质量的方法
6.1 施工测量
施工测量在互通施工中非常重要,互通施工是遍地开花,各干各的,最后拼成一个符合设计的图形,因此经理部对此非常重视,专门组织力量对设计院交下的导线桩座标点进行了加密,并使之组成了一个闭合的三角导线网,然后每2个月对网复测一遍,在导线网保持正确的同时,每个公司与公司之间接头处,进行互测,每根灌注桩的桩位采取自己放样,经理部复测、监理复测三级互检措施,确保万无一失。
6.2 支架搭架
箱梁的支架是确保箱梁施工总体质量的基础,因此必须有足够的强度和刚度,为了达到这一目的,公司采用了三种支架形式,第一种为满堂支架,即采用“门”式支架组成;第二种为型钢支撑,或4根钢管立柱支撑,用型钢作横梁,或用贝雷作横梁;
第三种,型钢或贝雷作支撑,贝雷作横梁,本工程大部分箱梁采用了第三种支架。
6.2.1 支架基础
根据不同的形式,我们采用了不同的支架基础。对于第一种满堂支架,采用了地基全面积处理,对支架基础进行了夯填,并在支架底垫了方木。对于第二种,采用了长为桥宽,宽为1.4m,厚为0.5m的条形地基,以上这两种形式不适于软基。第三种,采用了两头利用承台直接搭设支架,或只用一个中支点,该中支点可采用粉喷桩作地基加固,也可用木桩、灌注桩作地基加固(见图2)。
图2
6.2.2 预压和预拱度
在机场互通除采用灌注桩作基础的不需要预压外,其它都在支架基础或排架上进行了预压。支架基础预压是通过对箱梁、支架重量的计算,得出支架基础反力,并按反力的大小等荷载预压。对支架基础预压可加速支架的周转,减少支架因预压而等待的时间。
有关支架的非弹性变形可由预拱度来解决。
预拱度是通过试验得来的,在第一次箱梁浇筑以前,第一次预压是在支架进行的,在对支架加载之前应测一下底模线得曲线F1(x),并记录下基底标高δ1,加载后再测一次底模线得曲线F2(x),等沉降稳定后,卸载后再测底模线得曲线F3(x),并记录下基底标高δ2。
? Δ=δ1-δ2为基底沉降。
?F(x)=F1(x)-F2(x)+δ1(x)-δ2(x),为非弹性、弹性和沉降的总变形,也就是预拱度曲线,如果地基已经预压过,δ1-δ2=0,F1(x)-F3(x)为支架的反弹曲线。
6.2.3 卸架
机场互通的卸架比较有特点,这与其墩高达12.0m有关,因为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办法。
在拆架前先将支架横梁用卷扬机扣牢吊于箱梁上,然后拆除砂筒,拆除支撑,将地面上清除干净后,用卷扬机徐徐将支架连同模板一起放下。
6.3 模板
模板决定混凝土表面的质量和混凝土的外形尺寸,在本工程施工中,外模全部采用了高强聚脂腹膜竹胶板,这种模板表面光洁度好、拼缝少,采用该模板浇出的混凝土表面光洁如镜,效果非常好。
内模虽然不影响表面的外观质量,但它影响箱梁内部的几何尺寸,进而影响箱梁恒载,而且跑模和漏浆影响混凝土的质量,因此内模也一样不可忽视。在本工程中,内模全部采用5cm厚的木板,外包沥青油毡,这样既可防止漏浆,又有利于内模拆除。
6.4 箱梁混凝土浇筑
箱梁混凝土分两次浇筑,第一次浇至翼缘板底肋板顶,第二次把剩余部分浇完,全部箱梁浇筑采用泵送混凝土。因采用泵送混凝土,而导致用水量、用灰量加大,混凝土收缩严重,给桥面浇筑带来困难,稍不留意,就会龟裂,所以桥面一般要做3遍以
上,并养护好。为了保证工期,混凝土采用了高配比的办法提高标号,一般第二次混凝土浇筑结束,7d即可达到设计强度,并可落架。7 安全施工
在机场互通的施工过程中,虽然工期紧,但自始至终强调文明施工、安全施工,经理部安全负责人经常同各公司安全员一起进行安全检查,在关键时刻还请总公司安全部协助检查,并认真落实整改,做到警钟长鸣。除此以外,互通下的禄口—铜山公路,为确保其安全畅通,专门设标志限高,派专人指挥交通。因此确保了整个互通施工过程中未发生一起安全事故。