临近地铁跨城市主线桥的大跨度钢箱梁安装施工关键技术研究.docx

? ? 临近地铁跨城市主线桥的大跨度钢箱梁安装施工关键技术研究 ? ? Summary：近年来，随着经济发展，市政路桥工程建设越来越多，施工范围及里程也越来越长，其中有相当部分的工程，均需要经过城市地铁工程等区域，如何在狭小的空间内安全、有效地进行大跨度钢箱梁安装施工，已成为市政建设者们急待攻关的难题。经我单位广大科研及技术人员不断努力，攻克难关，成功制定出相应的施工技术。实践表明，该技术安全可靠、可操作性强，并能产生较好的经济效益及社会效益。文章详细分析了该技术的有关工艺、应用及效益等，以供广大市政同行参考。 Keys：大跨度钢箱梁；安装施工技术；临近地铁 前言 为满足城市经济发展，我国每年都会投入大量的资金，进行市政路桥工程建设，其建设规模、复杂程度等不断提高，所跨越的里程及范围不断增加，其中不少工程安装的地质条件、地理位置等较为复杂，如建立临近城市地铁附近，这些区域道路交通压力较大，施工路段车辆多，施工中无法进行全封闭施工状态，施工难度大。如何在临近地铁跨城市主线桥进行大跨度钢箱梁安装施工，使整个立交桥钢箱梁吊装施工既简洁、快速、安全，又保证临近地铁沿线及周边建、构筑物的结构稳定，已成为广大建设技术人员需要研究攻关的难题。 一、城市主线桥的大跨度钢箱梁安装施工技术分析 在进行同泰路、尖彭路-白云大道立交工程项目中，需要新建自东同西跨现状白云大道跨线桥的Z1匝道9#桥墩至10#桥墩连续钢箱梁跨度高达81.5m，且附近是地铁3号线，为保证安装任务顺利完成，又不影响地铁正常运行，经我单位技术人员进行了深入研究，并制定了以下技术方案：通过对钢箱梁吊装前的地铁结构三维动态仿真模拟、吊装前中后监测措施以及吊装过程中的交通疏导，以确保临近地铁结构和周边建构筑物的结构稳定性、吊装路段交通的顺畅性。 具体施工技术包括： 1、通过三维动态仿真模拟对临近地铁结构进行有限元分析，计算得出汽车吊支腿、临时支墩距临近地铁结构最小水平净距及汽车吊最大起重量，减少钢箱梁临时支墩和汽车吊支腿反力对地铁结构产生附加荷载，以保证吊装施工过程避免对临近地铁结构产生影响。 （1）荷载结构法计算汽车起重机荷载对地铁结构影响的三维模拟分析 立交匝道桥上部结构采用预制钢箱梁，待钢箱梁吊装完毕后，再吊装预制桥面板。建设过程中参考类似工程拟采用两台650t汽车起重机对钢箱梁和桥面板进行协同吊装。根据设计单位提供的荷载参数，钢箱梁最大重量不超过95t,汽车起重机最大额定起重量为700t,整机质量为94.6t,底盘桥数4桥（参照STC750S). 由于吊装过程中汽车起重机和吊装的钢箱梁总荷载较大，可能会对地铁结构安全造成影响，根据设计单位必威体育精装版图纸的要求，将汽车起重机支腿距地铁隧道水平净距控制在不小于5m的范围，且最大吊装重量为92.5t。根据汽车起重机荷载作用位置与地铁隧道相对位置关系，建立地铁三维梁－弹簧三维模型，采用荷载结构法分析汽车起重机荷载对地铁盾构隧道的影响，进而分析地铁的结构安全。 采用梁－弹簧模型计算地铁隧道的内力及安全状态，并根据3号线设计资料，选取地铁埋深最浅的截面进行计算，管片衬砌用梁单元模拟，纵缝接头及环缝接头用弹簧模拟，管片环与土体的相互作用用土体弹簧模拟。考虑实际情况的错缝拼装，本模型用四环模拟错缝效果，中间两环为目标环。管片环宽度即单元宽度为1.5m。综合以上情况，结合项目场地地铁3号线隧道地质纵断面，计算的荷载模式。 选取两种工况计算，分别为正常荷载状态下的工况、汽车起重机和钢梁荷载作用下的工况，以便实现不同条件下的对比分析。 预测匝道桥施工吊装过程中汽车起重机和吊装的钢箱梁总荷载诱发地铁结构的最大水平收效变化量为1.3mm,最大竖向收敛变化量为1. 7mm.根据《城市轨道交通既有结构保护技术规范》，地铁径向收敛值2.14mm，地铁径向收敛不得超过15mm,均满足规范要求。 （2）汽车起重机荷载对地铁结构影响的二维模拟分析 立交匝道桥上部结构采用预制钢箱梁，待钢箱梁吊装完毕后，再吊装预制桥面板。建设过程中参考类似工程拟采用两台650t汽车起重机对钢梁和桥面板进行协同吊装。根据设计单位提供的荷载参数，钢箱梁最大重量不超过95.55t,汽车起重机最大额定起重量为650t,整机质量为94.6t,底盘桥数4桥（参照STC750S).由于吊装过程中汽车起重机和吊装的钢箱梁总荷载较大，可能会对地铁结构安全造成影响，根据设计单位必威体育精装版图纸的要求，将汽车起重机支腿距地铁隧道水平净距控制在不小于5m的范围，且最大吊装重量为92.5t。根汽车起重机荷载作用位置与地铁隧道相对位置关系，建立相应的二维有限元精细模型，采用地层结构法分析汽车起重机荷载和钢梁荷载对地铁盾构隧道的影响，进而分析地铁的结构安全。 根据汽车起重机荷载作用位置与地铁结构的空间关系建立的二维有限