摘要：以上海中心城区北横高架工程ZD匝道跨苏州河钢拱桥（跨径70m）为研究背景，针对中心城区复杂环境条件下，通过先梁后拱补桥面的施工方法，主梁、拱肋采取地面拼装，履带吊岸边一次性吊装就位；桥面补缺使用两台履带吊在河两岸对称向中间补缺完成。同时对桥墩、盖梁进行精确定位。施工周期短，效率高，质量有保证，为以后类似工程施工提供借鉴。
关键词：中心城区；高架；钢拱桥；预制拼装；注浆
1 工程概况
新建上海北横通道工程，东南侧过苏州河ZD下匝道（含新建跨苏州河钢箱桥），从南北高架新闸路上匝道的端部，平行于南北高架主线布置，以2.57%的纵坡连接跨苏州河钢箱桥（桥底标高约6.5m，在光复路保证3.5m的通行高度），之后以6.9%的纵坡在恒通路之前接地，接地点距离天目路交叉口80m，起始点ZDP01桥墩，里程号KO+000.000，终点ZDP06桥墩，里程号KO+224.274，ZD下匝道共5跨，（除跨苏州河桥）桥宽8.5m，长约183.5m。
ZD下匝道下部结构墩柱、盖梁采用预制结构。上部结构桥箱梁跨苏州河ZDP03~ZDP04轴间为70m下承式双拱钢箱桥，桥宽11.5m，重531.4t。ZDP01~ZDP03轴为51.5m+42.642m连续钢箱梁，重473.55t，ZDP04~ZDP06轴2跨为30m预制混凝土简支小箱梁。
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图1 ZD下匝道桥箱梁布置图
新建跨苏州河桥采用下承式钢拱桥，起点ZDP03桥墩，终点ZDP04桥墩，跨径70m，拱肋轴线为二次抛物线，矢高11m，矢跨比为1/6，桥宽11.5m。桥梁两片拱肋，拱肋钢箱截面，高1.4m，宽1.0m，顶板厚16mm，底板厚16mm，腹板厚12mm。两拱肋间5道风撑。拱桥9对吊杆，吊杆采用PES5-55平行钢丝（公称截面积10.79cm2）及相应的LZM型冷铸镦头锚具。主梁为箱形梁，共2片，高2.0m，宽1.0m，顶板厚16mm，底板厚16mm，腹板厚12mm。主梁间通过中横梁连接，中横梁采用工字梁，其高度为1.3～1.49m，中横梁的顶板为14mm厚的钢桥面板。主梁两端均设端横梁，端横梁采用2m×（1.8～1.99m）的箱形截面。与主梁连接处的端横梁下放置支座，共四个支座。本桥不设系杆，拱桥的推力由主梁、桥面板等纵向钢构件承受。跨苏州河桥立面图2所示。
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图3 钢箱梁整体剖面图
新建跨苏州河桥下部结构采用双立柱预制桥墩，顶部安装预制盖梁体系，单柱桥墩平面尺寸1.5m×2.0m。
2 施工难点及措施
（1）跨苏州河桥跨度大，周边场地小，条件复杂，难度大，施工工艺富挑战性。新建ZD下匝道需跨越苏州河，跨苏州河钢箱桥跨径70m。施工期间要应对措施：ZD匝道跨越苏州河钢箱梁结合防汛墙改建，采用先梁后拱补桥面的施工方法，主梁、拱肋采取地面拼装，履带吊岸边一次性吊装就位；桥面补缺使用两台履带吊在河两岸对称向中间补缺完成。
（2）预制桥墩、盖梁定位困难，定位精度要求高。本工程桥墩、盖梁采用预制，预制桥墩7个，预制盖梁3个。桥墩高2m~5.3m，桥墩和盖梁整根预制，预制节段自重大，墩柱安装定位困难，盖梁安装对筋难度大，对墩柱精度要求高。
应对措施：墩柱吊耳采用预埋钢绞线，墩身不设预埋件，即可保证外观质量，同时实现节段自翻身至吊装状态转变；墩柱与承台定位采用抱箍牛腿，扁平千斤顶精确定位；为保证墩柱灌浆前稳定性，墩身抱箍牛腿和承台上预埋件使用I10工字钢连接。盖梁安装前复测墩柱平面位置和垂直度，盖梁底设凸台，确保安装精度。
（3）大型混凝土预制构件、分段钢箱梁等构件运输难度大。预制混凝土桥墩、盖梁和简支小箱梁等构件整体运输，预制桥墩水平运输最大规格（宽*高*长）为1.5m*1.8m*15m，简支小箱梁运输最大规格（宽*高*长）为3.5m*1.9m*35m，盖梁运输最大规格（宽*高*长）为3.1m*1.6m*22m。分段钢箱梁运输最大规格（宽*高*长）为6m*4.5m 30m。构件运输超宽、超长，甚至超高，如何确保安全前提下顺利的将构件从加工厂运输至现场苏州河两侧施工场地，难度大。
应对措施：选择专业运输单位，配备有经验的大型运输车辆司机和跟车人员。构件装车安全可靠，出厂前车辆四周设示廓灯，构件四周和棱角处设置闪烁灯带提示，构件上贴反光条。提前考察并选择最合理的运输路线，同时选好2条备用路线，做的有备无患。
构件出厂前派工程车提前探路，及时同司机沟通反馈道路信息。组建专门运输协调小组，及时同司机和现场负责人沟通协调，确保构件运输途中全程可控。
3 关键技术路线
ZD下匝道包括跨苏州河桥、南岸钢箱桥及北岸预制小箱梁三部分；受周边地下管线搬迁影响，将ZD匝道三部分结构分2个阶段施工：
第一阶段跨苏州河钢箱梁及下部预制构件施工，施工时间2016.11.15~2017.1.25。
第二阶段南岸钢箱梁、北岸小箱梁及下部预制构件施工，施工时间2017.6.13~2017.7.5。
4 施工关键技术研究
4.1 ZD下匝道钢箱梁简介
跨苏州河钢拱桥按照从下向上先梁后拱顺序施工，平面上钢箱梁箱体共分34段，主梁6段，桥面17块。立面上拱肋分6段，横撑5根。
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图5 跨苏州河钢拱桥拱肋分段图
4.2 预制桥墩吊装
跨苏州河桥南北两岸ZDP03轴线、ZDP04轴线桥墩，下部结构为双立柱，450t汽车吊在苏州河南北两岸吊装立柱时作业半径最大为12m，南岸桥墩单重约34t，北岸桥墩单重约22.5t。ZDP03轴线桥墩翻身架半径起吊扳直，南岸桥墩单重约34t，考虑5t吊索具，单机吊重约39t；450t汽车吊，主臂24.5m，作业半径12m，起重量108t>39t桥墩，满足单机吊装要求。
桥墩回直后保持17.4m半径，使用450t汽车吊单机吊起桥墩，回转至大臂和桥墩就位在一条直线上，汽车吊爬杆至桥墩安装位置，作业半径12m，起重量约34t，满足吊装要求。ZDP04轴线桥墩工况相同，不再描述。
4.3 预制盖梁吊装
ZD匝道ZDP03轴、ZDP04轴双立柱桥墩的盖梁，梁长12m，单个盖梁重量约135t；施工区D内ZDP03轴预制盖梁最重约135t，使用450t汽车吊单机吊装就位。450t汽车吊主臂24.5m，吊装半径9m，起重量140t，钩底有效高度24m，满足吊装要求。ZDP04轴线盖梁工况相同，不再描述。
4.4 钢箱梁安装
上跨苏州河桥采用双拱下承式双拱钢箱桥，起点ZDP03桥墩，终点ZDP04桥墩，属于新建ZD匝道施工范围。
1）主梁和拱肋拼装
跨苏州河桥主梁和拱肋分段加工运输至现场，在苏州河北岸分别拼成整跨，使用600t履带吊整根吊装就位。因在围堰上设置桩支撑以及两端盖梁上设置抗拉埋件，整个主梁的跨中变形靠桩支撑和两端受拉埋件约束，经计算不会发生下挠变形，所以不用考虑预起拱。
70m主梁和弧长59m拱肋分段地面拼装胎架使用609支撑，支撑下放置路基箱扩散荷载，减小沉降值。拼装场地路基处理时，由测量员放样确定每块路基箱的位置，提前放置预埋件，场地硬化后，路基箱与地面预埋件焊接固定，609支撑与路基箱焊接固定。
拱肋地面拼装时，9对吊杆在地面拼装完成，与主拱一起安装到苏州河拱桥主梁上，拱肋上设置生命绳，工人安装时佩戴安全带、安全帽，确保施工安全。主梁、拱肋拼装示意图6。
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图6 拱肋拼装侧面示意图
4.5 跨苏州河拱桥吊装
跨苏州河拱桥吊装流程：600t履带吊北岸场地拼装主梁主拱→ 600t履带吊配置300t超起工况吊装两根主梁→600t履带吊吊装北岸端横梁、450t汽车吊吊装南岸端横梁→600t履带吊吊装第16块桥面板、450t汽车吊吊装第2块桥面板→600t履带吊配置200t超起工况吊装两根主拱→600t履带吊安装5根连系杆→吊杆初张拉→450t汽车吊与600t履带吊配置200t超起工况从南北两岸依次向中间补全第3块桥面板至第15块桥面板。
跨苏州河拱桥每根主梁、拱肋各分三段运至光复路拼装场地，苏州河北岸三段拼接成主梁、主拱，整跨吊装，拼接拱肋时，吊杆一起拼装，与拱肋一起吊装到主梁上，拱肋安装就位后，安装拱肋上五根联系杆，经加上桥面板后的模型计算分析，对吊杆进行初张拉，初张拉力为20t/根，满足桥面板安装要求，桥面板安装完成后，对吊杆进行终张拉。
4.6 立柱拼装
立柱拼装采用全灌浆套筒连接承台及盖梁的形式，立柱柱底布置套筒，柱顶伸出盖梁连接插筋。立柱连接工艺，立柱柱底套筒连接承台预留插筋，立柱柱顶预留插筋连接盖梁底套筒。立柱现场安装完毕后，进行垂直度及相对位置调节，调节后拼接面铺设2cm厚60MPa砂浆垫层，最后对套筒进行100MPa砂浆压浆作业，完成整个拼装工艺。
5 结论
本文以上海市北横高架工程下匝道工程为研究背景，针对ZD匝道跨苏州河段下沉式钢拱桥从下部结构至上部钢箱结构预制安装关键技术进行研究。主要得出以下结论：
（1）基于跨苏州河桥跨度大，周边环境复杂，施工难度大的特点，采用先梁后拱补桥面的施工方法，主梁、拱肋采取地面拼装，履带吊岸边一次性吊装就位；桥面补缺使用两台履带吊在河两岸对称向中间补缺完成。
（2）由于预制桥墩、盖梁定位困难，定位精度要求高。现场通过墩柱吊耳采用预埋钢绞线，墩身不设预埋件，即可保证外观质量，同时实现节段自翻身至吊装状态转变。墩柱与承台定位采用抱箍牛腿，扁平千斤顶精确定位。盖梁安装前复测墩柱平面位置和垂直度，盖梁底设凸台，确保安装精度。
参考文献：
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作者简介：施盛来（1983–），男，本科，工程师，主要从事市政工程施工管理。通讯地址：上海市静安区洛川中路701号。E-mail：savio1227@163.com。
论文作者:施盛来
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/24
标签：桥墩论文; 匝道论文; 苏州河论文; 桥面论文; 拱桥论文; 立柱论文; 吊杆论文; 《基层建设》2019年第29期论文;