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像“搭积木”般利落,上海桥梁建设开始采用装配式技术
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来源:上观新闻 作者:迟腾 2016-08-25 08:00
摘要:上海市政工程设计研究总院首次在上海中心城区的桥梁施工中全面采用装配式技术,没有拥堵、没有噪声和粉尘地“搭建”了中环国定东路下匝道工程项目。

交通阻塞、噪声四起、尘土飞扬是湿法施工(即现场浇筑)给大家的普遍印象,而由上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司(简称上海市政总院)承担设计的上海中环线国定东路下匝道工程,就通过拼装“积木”一样的装配式技术,在25个没有拥堵的凌晨,变魔术般实现了工程的全线结构贯通。

项目首次在上海中心城区的桥梁施工中全面采用装配式技术,从7月15日凌晨起吊第一根立柱开始,至8月9日凌晨最后一段钢箱梁吊装完成,16根立柱、8个盖梁、17片小箱梁、1跨钢砼组合梁、3跨钢箱梁,共50个构件全部拼装完毕。

“工程承台以上立柱、盖梁、混凝土小箱梁、钢结构箱梁等构件预制装配率达到82%,在国内遥遥领先。”上海市政总院副总工程师卢永成说,“未来上海城市桥梁建设主要采用装配式技术为主,上海在全国已经走出了第一步。”该工程也被列为上海市交通建设工程首批装配式示范项目,以及杨浦区基础设施建设“双十”重大项目。

第一根立柱吊装

高效安全无污染  

所谓装配式技术,就是“工厂化”制作工程所需预制构件后,将一块块犹如“积木”的桥梁构件运至工地现场进行拼装。没有一般工地常有的噪音和粉尘,施工占地面积大大减小。同时预制构件拼装作业均在凌晨零时至5时进行,除了夜间临时占一根车道拼装施工外,施工期间地面及中环线高架车道数不变。既减少对大气环境和道路交通的影响,又减轻对市民生活造成的干扰。

而且由于工厂预制,工程的立柱、盖梁和上部结构安装速度极快,以每天2-3个构件的速度进行,虽然项目不大,但是桥梁部分按照传统工艺,至少要8个月,而这个项目4个月就完成了,相较于传统的浇筑式湿法施工缩短一半工期。

除了高效和环境友好,安全节约也是装配式技术的另一大优势。一方面预置装配可以减轻现场工人的劳动强度,保证施工人员的安全作业。另一方面,降低了全寿命成本。虽然装配式技术前期投入略高,但项目本身的质量好,后期养护成本低,以100年的项目寿命区间看,大大降低了成本。

同时,设计施工引入专业化、数据化的BIM技术,在上海市政总院自主设计的BIM管理平台上实现实际进度与计划进度的查询、对比和工程量等统计工作,针对预制构件的状态信息进行统计,施工中各类型监测点位进行数据统计、预警提示和监测点位的查询。吊装工作的每道工序,都通过BIM技术经过多次3D模拟及调整后现场实施,大大提高预制构件的制作精度和建设效率,使装配化设计施工更加规范有序,质量可查。

灌浆金属波纹管钢筋连接技术

 

技术含量并不低  

虽然装配式技术听起来很像“搭积木”,但是“积木”之间的可靠连接并不容易实现。为保证构件的牢固连接,上海市政总院自主研发并首次使用“新型灌浆金属波纹管钢筋连接技术”,而这个小小的连接技术,也让上海市政总院的设计师们花费一番周折。

他们先后研究了装配式结构合理构造、受力机理、抗震性能等关键性技术,以及构件制作、运输安装、装配校正、连接定位等方面的核心施工工艺,并通过100多次的拉拔试验以及抗震实验研究,证实了新型连接技术具有便于操作、安全可靠、且造价较省的特点。

这个新技术也是第一次应用在城市桥梁建设里面,由于国内缺乏相关研究与经验资料,上海市政总院的大量试验既指导了工程,又为装配式桥梁技术规范的编制提供了依据。

其实,装配式的理念并不新鲜,上海市政总院在80年代末就已经将其部分应用到跨江跨海的项目中,比如南浦大桥的上部结构,东海大桥、上海长江大桥的装配率更高,包含了下部结构桩、承台、墩柱和主梁和防撞墙等。

但是城市桥梁建设不具备像江海一样良好的运输条件,构件不能做的很大,而且构件之间的连接比较多,所以为了将装配式理念推广到城市桥梁中,上海市政总院6年前就开展了全预制装配式桥梁关键技术的研究。

全新贯通

 

推广应用靠政策

“没有国家政策的引导和行业应用的推广,装配式技术的应用可能到目前为止都有障碍。”卢永成解释,2016年,中共中央、国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出,大力推广装配式建筑,加大政策支持力度,力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。

上海市政府在2014年发布的《上海市绿色建筑发展三年行动(2014年-2016年)》,以及上海市交通委2016年发布的《上海市交通建设装配式技术应用推广方案(2016年-2018年)》也都为装配式技术的发展提供了政策支持。

本次的中环线国定东路下匝道工程地处繁华商圈,自中环路内圈五角场环岛“彩蛋”以东约120米处拼桥引出,与沿翔殷路与中环线并行约200米,至国定东路路口右转,沿国定东路路中布置,跨越规划安波路后落地,匝道工程全长约520米。

工程需在中环线五角场段主线南侧高架桥拓宽4.35米车行道,再往南与国定东路中分带内设置8米宽下匝道。工程的建成对完善中环线北段匝道系统,缓解现有中环内圈交通压力将起到重要作用,也对促进五角场副中心能效提升有着积极的作用。

由于要现场装配,对施工的精度要求更高。“我们提出2毫米的连接精度控制目标,这对施工技术和设备的要求是非常高的。”卢永成说,“设备的专业化智能化才能做出比较高质量的产品,这也推动了行业施工技术的提升,进而推动整个行业的升级,真正实现行业工业化和产业现代化。”

(题图来源:上海市政总院  题图说明:BIM模拟钢箱梁吊装  图片编辑:徐佳敏)

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