王篧 WANG Yao

（中铁十五局集团有限公司，上海201100）

0 引言

随着我国国民经济的迅猛发展，城市建设速度和建设质量也快速提升，为了减少城市交通网络的相互干扰，城市高架桥的应用越来越多。现阶段大城市交通发展方向多为高架桥，而高架桥的建设多数要占用城市原有干道，施工势必会对原有地面道路交通和环境产生较大影响。如何有效的减少对既有地面道路交通和环境的影响，给城市建设者们提出了更高的要求。

预制拼装工艺是解决城市高架桥施工过程中对原有地面道路交通和环境产生较大影响的可行性方案，在建设过程中，我们希望通过以场外进行构件预制，场内进行安装的方式，以最快的速度完成桥梁结构施工。而在现实阶段，施工生产中预制拼装并没有形成完善的工艺体系，且预制拼装在整个桥梁施工工艺中占比不到30%。上海是我国推行预制拼装工艺最前沿的城市之一，其拼装工艺占桥梁施工工艺的60%左右，桥梁墩柱、盖梁等拼装工艺较为成熟，同时也逐步颁布了相关的技术规程，但防撞墙预制应用较少。为推进城市高架桥全桥预制拼装工艺逐步形成，本文通过在上海市青浦区G318沪青平公路嘉松公路跨线桥新建工程中的实际案例，对高架桥防撞墙预制拼装的工艺过程进行论述，旨在为今后同工况及同类型工程的施工提供新的思路和参考。

1 工程概况

G318沪青平公路嘉松公路跨线桥新建工程，建设规模为双向6车道，标准横断面按规划实施，设置非机动车道和人行道。桥梁主体工程包括新建1座跨线桥和拆除重建2座地面辅道桥梁。新建嘉松公路跨线桥，桥梁全长730.5m；地面辅道桥两幅，全长约238.5m。新建跨线桥为双向4车道标准高架，标准桥宽17.5m；改造地面桥梁为双幅桥梁，每幅为单向3车道+人行道。新建嘉松公路跨线桥起讫里程为K0+246.599～K0+977，全长730.5m。桥梁下部结构桩基采用钻孔灌注桩，桩径Φ80cm，共计292根。桥墩采用双柱墩，大挑臂预应力混凝土盖梁。立柱及盖梁均采用矩形断面，其中立柱44个，盖梁22榀，桥台2个。桥梁上部结构采用预应力混凝土预制小箱梁，先简支后连续结构体系。预制小箱梁共100片。

地面辅道桥共两幅，F1桥起讫里程为K0+738.5～K0+977，全长238.5m；F2辅道桥起讫里程为K0+736.5～K0+977，全长240.5m。地面辅道桥结构形式与跨线桥相同，主要包括桩基156根，承台14个，桥台4个，立柱24根，盖梁14榀，预制小箱梁64片。

因项目所处的地理位置位于青浦区赵巷镇商业区，建设跨线桥为G318国道与嘉松公路路口，跨嘉松公路西侧为青浦区奥特莱斯购物中心，东侧为米格天地购物中心，南侧为赵巷镇熊猫广场，人流量、交通流量压力巨大，同时建设工期特别紧张。综合考虑多方因素，为合理缩短建设工期及周边安全考量，我项目决定对跨线桥及辅道桥防撞墙施工工艺进行调整，将原设计现场浇筑防撞墙工艺调整为预制拼装工艺，即将主线桥梁及辅道桥梁共计防撞墙2135m在预制场内进行预制浇筑，共涉及小箱梁边梁72片。

2 防倾覆施工工艺

由于在预制场内浇筑防撞墙，导致构件偏心不稳定，其重心位置发生偏移，构件吊装采用双机抬吊的方式进行吊装，构件拼装过程中如何保证其稳定性是该工艺能否成功的关键，实践过程中我们分析了多种方案进行论证对比，最终形成了一套行之有效的工艺方案。

为防止小箱梁吊装过程中边梁倾覆，首先需要在起重机起吊过程中确保偏心梁体的平整度及稳定性，这里应用的方式是采用不同长度的钢丝绳索，绳索的长度经过严格的计算得出，以确保起重机吊绳与偏心构件的重心相吻合。其次是在构件安装完毕后即落梁松钩中，如何确保偏心梁体保持稳定，整体上采用Ф25精轧螺纹钢在边梁内侧进行双向拉升加固，以抵抗偏心一侧的重力，盖梁位置在浇筑过程中预埋2根双拼Ф22的焊接圆钢，2根间距10cm，边梁内侧预留5cm宽孔道。精轧螺纹钢上穿预制箱梁内侧外沿，外沿预留孔道采用双螺母连接，下穿预埋圆钢采用双螺母连接。（图1、图2）

图1 偏心构件安装工艺图

图2 偏心构件安装大样图

3 工艺结构验算分析（按30m边梁计算）

3.1 均质构件重心位置计算

为方便验算过程，将构件模拟为匀质构件，通过对构件重心位置的分析与计算，组合构件重心位置偏离永久支座重心57.1cm。永久支座中心位置右侧截面单位长度重1.72t（取值钢筋混凝土容重2.6t/m3），左侧截面单位长度重3.04t。整体偏心重1.32t，偏心距e=0.571m，扭矩为W=FL=1.32*0.571*10*103=7537.2N·m。

计算抗倾覆设施总拉力为：

图3 构件重心位置图

3.2 精轧螺纹钢抗拉性能验算

精轧螺纹钢规格采用Ф25，PSB830型号。

精轧螺纹钢抗拉强度取值830MPa；

拉应力计算：

精轧螺纹杆抗拉满足要求！

3.3 预埋Ф22圆钢抗拉性能验算

圆钢规格采用φ22，HPB300型号。

圆钢抗拉强度取值300MPa；

圆钢拉应力计算：

Ф22圆钢抗拉验算满足要求！

3.4 Ф32圆钢抗弯性能验算

Ф32圆钢中心截面所受弯矩为：

Ф32圆钢抗弯截面模数：

弯矩作用下的正应力:

Ф32圆钢抗弯性能满足要求！

4 工艺实施难点分析

通过以上分析，工艺方案理论可行。但实际实施过程中仍需仔细研究其工艺难点及可操作性，尤其对偏心构件的运输、安装过程中松钩、临时支座位置调整、预埋Ф22圆钢与梁体预留孔洞位置精度等一系列控制措施必不可少。

4.1 偏心构件运输捆扎方式

根据偏心箱梁规格及运输路线的通行条件，预应力混凝土简支箱型梁采用斯太尔重型牵引车挂车机组运载，主要由重型半挂牵引车及重型平板半挂车和重型拖车前后承载方式运输，该车组转向灵活，承重性强，方便运输。小箱梁运输期间做好大型构件运输交通协调工作，提前运输线路路况进行摸排及时掌握交通情况变化，做好运输安全管理。

为防止运输过程中，因构件偏心、道路颠簸和倾斜造成预应力混凝土简支箱梁位移或倾覆。装车后，必须进行捆扎紧固。每车组选用直径为30mm的钢丝绳两套，每车配备倒链8只、包角8只，用钢丝绳打围，包角垫在钢丝绳与预应力混凝土简支箱型梁体的结合部位，保护预应力混凝土简支箱型梁体不受损伤，预应力混凝土简支箱型梁体与车体之间用硬木支垫，预应力混凝土简支箱型梁体与硬木之间铺垫地毯，防止污损预应力混凝土简支箱型梁体。倒链紧固，将预应力混凝土简支箱型梁与前后车转盘紧固为一体。运输过程中驾驶员和助手要经常停车检查倒链的松紧度，发现松动及时紧固。

4.2 临时支座的调整

在偏心构件安装的过程中，随着吊绳的下放，外侧临时支座受力与内侧临时支座受力不均匀现象势必存在，此时松钩容易导致梁体安装平整度不满足设计要求，重则导致梁体向外侧倾覆，因此临时支座位置不能按照原有构件放置。在实施过程中，我们将原临时支座位置向外侧延伸至梁底最边缘，同时增加了2个临时支座，还加厚了外侧临时支座钢板厚度，由原来6mm钢板改为10mm钢板。

图4 临时支座调整后位置图

4.3 控制梁体预留孔及盖梁预埋件精度措施

针对该工艺，项目团队讨论最大的技术难点就是如何控制梁体预留孔及盖梁预埋件精度的问题。在该问题上，我项目团队经过深度探讨后，结合所掌握的技能水平，采用BIM建模技术，将偏心构件与下部结构深度还原于建模软件上，确保每个要素均考虑齐全，以此来确定预留孔及预埋件的具体位置，对每片边梁记录预埋位置间距尺寸。同时团队中安排专人负责梁场内的预留孔洞埋设工作以及Ф22圆钢埋设工作，以确保万无一失。

经过项目团队的共同努力，项目仅此一项工艺调整就节约了超2个月的工期，也减少了桥面系施工现场人工及相关人工费用的增加，同时大大降低了现场浇筑防撞护栏的施工安全隐患。

5 总结

本项目是初次实验将预制防撞墙施工工艺应用于实际施工过程中，借助本项目预制防撞墙施工工艺，既解决了项目施工场地狭窄问题，加快了施工进度，又减少了施工对既有地面道路交通和环境的影响，同时该工艺也最大程度的减少了施工成本。无论从成本、进度、安全上考量，其工艺都远超现场浇筑防撞墙施工工艺，同时其机械化程度相对其他工艺有较大的提升。通过本文对预制防撞墙拼装工艺验算分析，旨在总结经验，为今后类似工程提供施工参考。