摘　要:以深圳地铁通新岭站工程为背景,介绍了军用梁临时路面系统在盖挖顺作法中的应用,对钢便桥的施工进行了详细说明,通过对钢便桥进行监测,在施工过程中,钢便桥安全可靠,盖挖钢便桥在保证路面交通、施工安全、车站功能、工程质量以及施工工期等方面均取得较好的实际效果。

关键词: 地铁车站, 盖挖顺作, 军用梁, 临时路面系统

 

      深圳地铁通新岭车站沿红荔路东西向布置,位于红荔路与上步中路十字交叉路口,采用明挖顺作法,上步中路为双向八车道城市主干道,南北走向;红荔路为双向四车道城市次干道,东西走向,交通较繁忙。为了减少主体结构施工期间对上步中路交通的影响,车站主体在上步中路十字交叉路口采用盖挖顺作法施工。在围护结构及盖挖路面系统施工期间对上步中路的交通利用临时钢便桥进行交通疏解,盖挖路面系统施工完成后,恢复上步中路的正常交通。同时在盖挖路面系统下方进行车站主体结构的施工。盖挖路面系统主要包括以下方面: 1)地下连续墙顶冠梁;2)六四式铁路军用梁; 3)预制钢筋混凝土盖板; 4)路面沥青面层。

 

      六四式铁路军用梁作为主要的承受路面车辆荷载的构件,其具有结构轻便、拼装快速、适应性强等特点。设计跨度为20 m的标准跨度,两端部为2 m端构架,中间用四片标准三角相连。车站纵向每组主桁中心间距1. 4 m。军用梁端部连接系、下弦水平面连接系用横联套管螺栓,连接系槽钢、2号、3号U形螺栓等相连。纵向总长度为34. 12 m。军用梁上部满铺15 cm厚C35预制盖板,盖板与军用梁间用1号U形螺栓相连。预制盖板上铺6 cm厚沥青混凝土。构成整个盖板临时路面体系,如图1所示。

      1)六四式军用梁:端构架、端弦杆、标准三角、标准弦杆、钢销、联接套管、联系槽钢等。2)盖板混凝土:C35混凝土。3)钢筋:HRB335级、HPB235级钢筋。4)钢材:Q235钢。

      六四式军用梁的六种主桁构件中,所有杆件和节点钣全都是16锰低合金钢材。六四式铁路军用梁的六种主桁构件中,除标准三角的上弦和标准弦杆以及各销接节点钣采用15锰钒氮低合金钢材外,其他四种构件都是16锰低合金钢材。辅助端构架的所有杆件和节点钣全都是16锰低合金钢材。主桁构件都是全焊结构。主桁节点联接件(钢销和撑杆销栓)采用35硅锰合金结构钢,并经调质处理。

 

      军用梁安装施工程序框图见图2。

      军用梁的拼装在堆放场地内进行,先将场地平整,在军用梁拼装节点处垫放10 cm×10 cm方木,方木间距与军用梁各节点间距一致,每个节点处并排放置两根方木,并用水准仪进行抄平,保证方木标高一致,偏差控制在3 mm之内。

      将需要拼装的2 m端构架、两片标准三角通过吊车调放在方木上,逐个销孔进行对位,孔位对准后即安装钢销固定孔位。先安装端构架与标准三角,再安装端弦杆,然后安装标准三角,最后安装水平弦杆,单片军用梁拼装完成。

      对拼装成片的军用梁的轴线及水平进行复核,拼装误差满足规范要求后即可运往现场进行安装。

      1)现场清理。将已经施工完成冠梁表面的浮渣及杂物清理干净,预埋螺栓上的保护塑料纸剔除,以利军用梁的安装。基坑内土方开挖至军用梁底面标高。2)测量放线。由测量组采用全

站仪或经纬仪进行每片军用梁的纵横轴线的测设,采用水准仪进行标高测设。3)安装。冠梁和临时条基混凝土强度达到85%以后,在冠梁和临时条基上放样出每片军用梁的轴线里程,依据放线轴线准确进行架设。安装端构架的固定钢板,固定整片军用梁的位置。军用梁下部的联接系槽钢及横联套管螺栓在军用梁纵向安装一定长度后安装。4)后浇带混凝土浇筑。冠梁后浇带混凝土在盖板安装前进行灌注。混凝土浇筑完成后上部即回填土方至军用梁间,进行养护。

      路面板两端搁置在军用梁上弦杆上缘上,采用一号U形螺栓压板联结。路面板铺装时板与板的标高一致,连锁紧密、齐平,不得有错落现象。军用梁与路面板联结的U形螺栓松动时要在军用梁下部进行加固。军用梁与路面板的胶垫极易损坏,采用橡胶支座垫。

      检测螺栓的松紧用带刻度的扭力扳子,或者用小检验锤子敲打、听声音来判断,同时根据螺纹紧固件规范判别。

      沥青混合料采用防离析沥青摊铺机摊铺。

 

      军用梁是主要的承受路面的车辆荷载的构件,为确保车辆的正常通过和基坑的稳定,保证主体结构的正常施工,需对军用梁进行监测。监测项目为军用梁跨中挠度和内力监测。

      军用梁跨中挠度(钢便桥沉降)采用精密水准仪和铟瓦水准尺进行监测。根据本工程实际,在路面上布置3个地表监测点,用来监测钢便桥沉降。

      军用梁内力采用表面应变计、振弦式频率接收仪、万用表进行监测。本工程钢便桥共25榀,选取两个断面(分别为第9榀和第18榀),根据军用梁的受力特征,视单榀军用梁为桁架结构,每个断面布置5个监测点,分别为上弦杆、下上弦加强三角中竖杆、端部竖压杆及斜腹杆上,具体布置如图3所示。

      图4为钢便桥沉降历时曲线图,钢便桥跨中沉降主要分6个阶段:

      1)第一阶段:该阶段为钢便桥施作完毕并通车一段时间,钢便桥沉降主要是由于车辆荷载引起的,且车辆荷载引起的沉降较小,最大沉降为5. 6 mm。2)第二阶段:该阶段钢便桥上车辆已经行驶很长时间,车辆荷载引起的沉降基本稳定,钢便桥沉降处于稳定阶段。3)第三阶段:该阶段为钢便桥下土方开挖,土方开挖导致连续墙向基坑内位移,对钢便桥产生挤压,引起钢便桥隆起;该阶段钢便桥隆起18. 4 mm,累计隆起12. 8 mm。4)第四阶段:该阶段为钢便桥下主体结构施作,主体结构施作对连续墙变形影响较小,所以该阶段钢便桥沉降较小。5)第五阶段:该阶段为钢便桥下第一道钢支撑拆除,第一段钢支撑紧靠钢便桥下方,对控制桩顶位移起很大作用。所以,拆除第一道钢支撑时,桩顶约束被解除,桩顶会向基坑内发生较大位移,钢便桥被桩顶,引起钢便桥隆起;该阶段钢便桥隆起10. 5 mm,累计隆起23. 3 mm。6)第六阶段:该阶段钢便桥下施工完毕,钢便桥处于稳定状态。

      由以上分析可知,第三阶段与第五阶段钢便桥变形较大,所以,在施工过程中,应控制好土方开挖与钢便桥下第一道支撑拆除时间。确保钢便桥变形较小,使钢便桥处于安全状态。

      军用梁基本构件和节点连接件的屈服强度不小于210 MPa。由表1可知,各杆件受力小于屈服强度较多;同时,钢便桥沉降最终稳定时,跨中隆起23. 3 mm,处于控制范围之内,所以,钢便桥处于安全状态,设计较保守。

      临时路面系统形成后,基坑土石方开挖和主体结构混凝土浇筑都在临时路面系统的支护下进行。因此路面系统的安全和稳固至关重要。保证临时路面系统的使用安全,必须加强日常检查与维护,着重检查以下几个方面,并及时处理,消除隐患: 1)检查军用梁连接栓的销钉是否脱落; 2)检查军用梁两端与桩顶冠梁的连接螺栓是否破坏; 3)检查混凝土路面板在行车荷载的冲击下是否出现裂纹; 4)检查军用梁跨中挠度是否超标; 5)检查路面板与军用梁间的胶垫是否脱落,联接U形螺栓是否损坏等; 6)安设测设元件,监控军用梁的轴向应力是否异常; 7)路面板的支撑是否稳妥,行车时是否发现异常的撞击响声。

      维护工作主要是路面整平,垫平路面板的高差,加固松动螺栓,补齐脱落的螺栓和更换损坏的胶垫等。