多线大跨钢桁梁桥附属结构有限空间施工技术研究

中铁五局集团建筑工程有限责任公司，贵州 贵阳 550081

如何在复杂环境条件下进行地铁、停车场工程等地下工程[1-2]的施工，并保证施工安全、确保工程质量，往往是工程项目建设的重点和难点[3-5]。随着近年来科学技术的不断发展与进步，当前国内外地下工程的修建技术日新月异[6-8]，其中地铁工程及附属结构的设计、施工技术[9]不断更新，建设水平日益提高。

1 工程背景

深圳地铁6号线停车场项目为国内首例上跨既有隧道群，且为体量最大的桥房合一工程[1]。其运用库中间为钢桁架结构，因附属轨道梁、桥面梁等结构跨度长、自重大、位置悬空、安装质量要求高的特点，常规履带吊车等大型设备受铁路红线和狭小内部空间的限制不能使用，极大地增加了施工成本，提高了技术难度。

2 施工技术及实施方法

2.1 施工工艺流程

为了精准快速地进行桥梁附属结构安装，且考虑不能直接吊装到位的现场制约因素，经过综合比选论证，决定采用以牵引滑移为主的施工方法进行安装和施工，以解决有限空间内大型或大跨度重型钢结构的精准吊装施工作业中的问题[10-11]。民乐停车场钢桁梁桥附属结构有限空间施工工艺流程如图1所示。

图1 施工工艺流程

2.2 关键施工技术及方法

（1）施工准备。①设备选型。根据施工中最大构件的重量选用吊车和卷扬机等牵引设备，以顺利吊装及滑移。②滑移车制作。滑移车由横梁、滑移架、滚轮和牵引环等部分组成，如图2所示；现场成品如图3所示。③安装装置制作。安装装置由支架（包含下钢板、上钢板、立柱、套筒、斜撑）、悬吊梁、活动吊环、手拉葫芦共同组成，其结构如图4所示。

图2 滑移车整体结构示意图

图3 自制滑移车现场成品图

图4 安装装置结构示意图

（2）BIM施工模拟。在钢桁梁桥附属结构现场吊装、安装之前，采用Sketchup、fuzor等软件建立BIM模型，在正式安装前优化施工方案并对实际施工过程进行实时校对与反馈。

（3）放线定位。根据既定坐标和高程控制点、钢桁架分段尺寸，对所设立的支撑体系进行定位。

（4）桥面结构纵梁滑移安装。①通过吊车将靠近吊车一侧的桥面结构纵梁吊装就位，吊装时为防止构件滑落，使用钢丝绳将节点处固定使构件倾斜，如图5、图6所示。②安装滑移车并将其置于桥面结构纵梁上方，车间距离为0.5倍纵梁长。③将即将安装的桥面结构纵梁吊装至滑移车上方。④用螺栓先于其前端固定带牵引绳的角钢，并将其横移至已安装好的结构纵梁正上方，再由人工或机械牵引滑动。⑤安装装置将桥面结构纵梁搭于已安装完成的结构纵梁的一侧提起，牵引梁体配合位置调整，直至完全就位，如图7所示。⑥重复步骤③至⑤直到桥面结构纵梁全部安装完成。

图5 桥面附属构件吊装侧视图

图6 构件吊装挂钩示意图

图7 桥面纵梁安装BIM模型示意图

（5）轨道纵梁滑移安装。①安装滑移车，放置于即将安装的轨道纵梁两侧桥面结构纵梁上方。②通过吊车将轨道梁由桁架节段两端空隙处吊至滑移车上方。③牵引滑移车，将第一节段轨道梁滑移至另一侧，由桥梁对侧安装至吊车一侧。④先将一个活动吊装架安装在轨道梁节段一端钢横梁上，随后将初步就位的轨道梁吊起，使靠近已安装活动吊装架一侧的滑移小车滑动到另一侧。⑤安装另一侧活动吊装架，同时调整两个活动吊装架活动吊环位置及手拉葫芦将钢桁梁吊起，滑车安装位置BIM模型示意如图8所示。然后，将下方滑移小车全部移出轨道梁长度范围。⑥调整手拉葫芦位置将轨道梁精准就位，并按设计要求同钢结构桥梁连接。⑦滑移小车复位至始发位置。⑧使用吊车将第二节段轨道梁放置到滑移小车上，启动桥梁对侧牵引设备，将第二节段轨道梁初步滑移就位。⑨将上一节段使用的活动支吊架拆下并安装至两个轨道梁交接端一侧，调整活动吊装架，使轨道梁平行于已经安装完成的轨道梁。⑩通过手拉葫芦将初步就位的轨道梁吊起，使靠近已安装活动吊装架一侧的滑移小车可以滑动到另一侧。[11]安装另一侧活动吊装架，同时将轨道梁吊起，将下方滑移小车全部移出轨道梁长度范围，如图9所示。[12]调整活动吊装架将轨道梁精准就位，并按设计要求同钢结构桥梁连接。[13]重复步骤[12]直到轨道梁安装完成。

图8 滑车安装位置BIM模型示意图

图9 滑车移出轨道梁BIM模型

（6）螺栓安装与焊接。①构件落位临时固定后，及时测量校正桁架位置。②先将构件间的联系梁穿入安装螺栓紧固稳定，待连接两榀梁间连接板安装完后，再安装高强螺栓，最终完成焊缝焊接工作。

（7）桥面土建施工。①轨道纵梁安装完成之后，即可进行桁架桥内部的桥面板铺板、剪力钉焊接及钢筋绑扎工作。②桥面板砼以单幅桥面板为单位进行整体浇筑，用地泵由中间向两端浇筑。③进行其他上部轨道及结构施工。工程施工完成后的现场照片如图10所示。

图10 工程施工完的现场照片

3 工程应用效果

在民乐停车场多线大跨钢桁梁桥附属结构有限空间施工中，采用自主研发的滑移安装装置进行桥面附属结构安装后，材料费相比常规方法节省了57.5万元，工期缩短了20d。在显著降低成本的同时，也使房桥合一这一建筑形式能够真正实现对城市空间和节约土地资源的充分利用。

4 结束语

深圳地铁6号线民乐停车场工程在应用多线大跨钢桁梁桥附属结构有限空间关键施工技术后，实现了缩短工期和节约造价的双重目标，取得了良好的经济和社会效益，可为同类型有限空间内群桥协同架设的钢结构桥梁附属结构设计及安全、快速施工提供较好的借鉴和参考。