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【技术博览】前海月亮湾跨线桥钢箱梁架设的背后故事

【技术博览】前海月亮湾跨线桥钢箱梁架设的背后故事 前海建投
2021-06-01
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导读:解密运用SPMT模块车运输架设上跨月亮湾大道钢箱梁技术要点

编者按:前海控股自成立以来,以“践行国家战略,引领产城文明”为使命,在前海重大项目实施过程中注重运用新技术、新工艺、新材料,不断探索和输出开发建设领域“前海模式”。在集团迎来成立十周年之际,为做好知识沉淀和技术积累,特开辟新专栏“技术博览”,让我们携手“筑品质之基,造未来之城”!



月亮湾立交工程位于深圳市前海片区与南山区的交界处,是滨海大道与月亮湾大道两条快速路的相交节点,也是区域、市域范围内重要的枢纽型全互通立交。2020年12月31日,由前海控股负责建设的月亮湾立交-桂庙路主线跨线桥工程正式通车,极大方便了前海与市中心区的快速通行,串联起桂庙路、滨海大道等快速路,前海合作区最快20分钟可到达福田中心区。


2020年12月31日,月亮湾立交-桂庙路主线跨线桥工程正式通车


随着我国城市化速度的不断加快,各大城市交通主干道都存在繁忙、拥堵的现象,上跨立交工程项目越来越多,建设难度亦逐渐增加,同时对既有道路交通保障及安全要求越来越高,如何安全高效的完成上跨立交项目建设成为关注的焦点。


今天跟大家分享的,是月亮湾立交-桂庙路主线跨线桥工程上跨月亮湾大道段采用SPMT模块车运输架设钢箱梁技术要点,从场外大节段拼装工艺、模块车运输、现状通车道路交通疏解、大跨度节段钢箱梁安装等方面简要阐述技术要点,对类似项目具有一定的参考意义。


月亮湾立交-桂庙路主线跨线桥工程


月亮湾立交-桂庙路主线跨线桥工程全长770m,其中桥长519.3m,标准段宽15.5m;设计车速80km/h,双向六车道+集散车道。全桥共13跨,其中以71米跨径上跨月亮湾大道,上部结构采用钢箱梁设计。


上跨月亮湾大道钢箱梁采用模块车运输架设安装。上跨月亮湾大道左幅钢箱梁为单室两箱,右幅钢箱梁为单室三箱,左右幅钢箱梁顶底板均设置1.5%横坡,钢箱梁顶底板厚度为35mm和20mm,腹板厚度为20mm和16mm,钢箱梁高度为1.8m~3.48m,顶板上设置U肋和一字肋,底板上设置一字肋,钢箱梁主要材质为Q345qC。


此次模块车运输架设上跨月亮湾大道钢箱梁分为四次,优先架设月亮湾大道行车方向从北向南侧的钢箱梁(左右幅分两次架设),然后架设月亮湾大道行车方向从南向北侧(左右幅分两次架设),四次架设总重量共951t;其中单次架设最大重量达306t,长度达23.5m,最长宽度20m,最大悬臂长度为6.75m,运输安装技术难度高、安全风险大。

 


根据钢箱梁结构特点,模块车架设钢箱梁的施工顺序为:临时支墩施工大跨度节段钢箱梁预拼装运输道路处理模块车就位模块车运输架设及交通疏解落梁模块车返回及恢复交通




01
临时支墩施工




在预拼装场地按原桥位墩距、墩高设置临时支墩。钢箱梁结构在工厂进行预制,再运至现场进行拼装,拼装时需制作临时支墩结构,以此作为桥梁的临时支墩。临时支墩结构应满足桥梁承载力要求,且满足桥梁变形要求,不使桥梁产生较大变形。临时支墩运输净空需在5.85米到7米之间,并确保与设计桥梁净空一致。





02
钢箱梁拼装




考虑变截面钢箱梁底板为抛物线形式渐变,其重心受力点较难把控。工程采用BIM信息化模拟直接快速、准确找出各个大跨度节段变截面钢箱梁与模块车均衡梁的受力点。每个节段均能满足模块车承载能力要求,使其满足运输状态整体稳定性好,以及结构稳定,而不发生较大变形甚至坍塌等情况。现场采用220吨吊车将横跨既有道路钢箱梁的所有节段吊至临时支墩上进行组装。





03
运输道路处理




采用BIM信息化对模块车运输过程中进行动态施工模拟论证。使用模块车运输要考虑到整个桥梁预制结构的尺寸和安装过程,以及查找整个运输途中各种干扰因素风险


(1)根据钢箱梁运输的宽度、高度清理运输路线上的障碍物,坡度不得大于1.5%,路面必须平整、无起伏。

(2)对运输钢箱梁全过程进行轨迹规划,并排除行驶轨迹内空间可能的障碍物。制订行驶轨迹图表,使操控员根据行驶轨迹表制订操作图表。现场也要进行实地测量放线,并进行必要的复核。

(3)要充分考虑模块车的运输高度,以及最大钢箱梁节段宽度,保证运输的模块车能够可靠、安全的摆放到设计位置。

(4)在小车行车路线上的管沟、电缆地下通道等必须采取加固措施,防止地基下陷给小车运输和地下设施造成损害。

路段:钢箱梁拼装场地


水泥路面满足运输要求,路面的承载能力不小于90KPa


路段:拼装场外运输道路


道路纵横水泥路面满足运输要求

路段:运输大道坡段处理


道路的纵向坡度不大于1.5%、横向坡度不大于1.5%




04
模块车就位





(1)根据原桥位钢箱梁高度在模块车上安装车载支架。车载支架是圆管及I32a工字钢焊接成型的框架结构,支架顶部安装分配梁,分配梁底部焊接钢板,钢板开螺栓孔与支撑架螺栓连接。支撑架与车辆侧面之间通过(M33×80mm-8.8S)螺栓连接。



(2)拆除钢箱梁下部对模块车就位有影响的临时支架。

(3)考虑变截面钢箱梁底板为抛物线形式渐变,其重心受力点不好把控,采用BIM信息化模拟直接快速、准确找出大跨度节段变截面钢箱梁与模块车均衡梁的受力点。


(4)模块车驶入钢箱梁底部,模块车停放在钢箱梁下的装载位置,锁紧驻车制动,进行初顶,模块车顶支垫与钢箱梁贴合紧密后,焊接固定斜撑,最后切割调节筒完成体系转换。模块车驾驶员将供油回路由行驶模式切换至顶升模式。顶升采取位移控制,设定每次顶升100mm,顶升时严密监视系统压力等参数。顶升100mm后,检查各部位工作情况,确认正常再继续顶升,直至达到最终顶升高度。为防止油缸泄露或者失稳,均载梁两侧各设置2根斜撑,45°角设置,斜撑上耳板与钢箱梁底板双面满焊连接。


模块车顶起受力平衡点示意图


(5)模块车通过连接同步数据线实现模块车同步运行。

 




05
模块车运输架设




钢箱梁大节段装车后,由模块车运输至安装桥位,模块车的前、中、后各设3组共6名监控人员,检查模块车的工作情况,监控模块车行驶状态,向指挥员报告情况。模块车顶起钢箱梁,按计划路线将钢箱梁运至既有道路边。


钢箱梁运输过程控制点:

  • 复核行驶轨迹线准确无误,反光材料黏贴牢固有效。

  • 检查桥梁装车状态,确认装载位置准确,支垫牢固可靠。

  • 检查三支点回路压力值,偏差小于10%。

  • 监控人员向指挥员报告装载情况和模块车工作情况,指挥员确认满足运行条件,开始运输。

  • 释放驻车制动,模块车沿行驶轨迹行驶至月亮湾大道主路,停放在90°转向位置,行走中车辆根据感光数据自动微调各悬挂的转角,保持轮胎轨迹沿划定路线行驶。

  • 到达转向停车位置后,操纵转向缸,使悬挂转90°,拆除2车间横向连接。

  • 释放停车制动,模块车沿驮运轨迹维续行走至桥梁安装位置。

 

模块车运输




06
交通疏解




针对4组模块车运输梁段分别进行4次交通疏解,派专人在指定位置进行交通疏解,交通疏解时间应控制在几分钟内,以减少交通疏解对社会车辆及人员的影响。




07
模块车落梁




(1)模块车行驶至月亮湾大道路面标示的黄色对位位置1.5m处,锁紧驻车制动。

(2)调整钢箱梁,使钢箱梁底部高于设计对位位置最高调节筒高度10cm以上,再驶入对应安装位置。

(3)钢箱梁运输至安装位置(地面标注黄色的行止线)后,锁紧停车制动,对钢箱梁目前位置进行测量,确定钢箱梁精确定位,并利用模块车微调数据,同时拆除均载梁斜撑。调整精确后,下降车载液压油缸,开始落梁阶段落梁速度控制在25mm/分钟以内,最后50mm落梁阶段内采用点动的方式进行落梁,每次落梁1mm。最终使钢箱梁落在设计位置,焊接对应高度调节筒,完成体系转换,撤出模块车。

 

模块车落梁

 


2019年中秋开始,利用连续两个周末共四个夜晚,采用SPMT模块车成功运输架设上跨月亮湾大道超大宽度、大吨位、变截面钢箱梁,最大限度地减少对现状道路交通流的影响。工程施工期间,对月亮湾大道仅临时变道4次,有效缓解月亮湾大道的交通压力。在整个施工过程中,对月亮湾大道及桂庙路过往车辆未造成任何影响,未出现任何安全事故,项目安全、质量、进度、环保等目标得以实现,各项效果显著。同时为后续类似工程的质量、技术管理提供了参考和借鉴。


通讯员:安全质量部 阳伟光 基建事业部 秦江华、严志伟

编辑整理:洪鹏辉

校审:姜媛媛、朱斌

本文由前海控股编辑整理发布,转载请注明来源


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深圳市前海建设投资控股集团有限公司是前海规划落地的法定主体和开发建设主力,以“践行国家战略 引领产城文明”为使命,奋力打造“追求卓越、全球领先”的前海城市新中心“未来之城”,致力成为国际一流综合开发运营商。
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