詹天佑故鄉杯
富民路雙柱大懸臂蓋梁圖片
一、工程概況
東莞至番禺高速公路橋頭至沙田段一期工程(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“莞番高速一期工程”),依次連接廣深高速、廣深沿江高速和南沙大橋,共8.2km,采用高速公路等級設計,設計速度100km/h,橋梁全長(cháng) 7700m/5 座,其中特大橋6766.2m/1 座、大橋3666m/4 座,橋隧比例93.9%,互通式立交3處,總投資約30億元。
項目一期工程,依次連接廣深高速、廣深沿江高速和南沙大橋,將與南沙大橋共同形成珠江東西兩岸之間的又一條重要通道,大大緩解虎門(mén)大橋的交通壓力,形成便捷高效的區域交通路網(wǎng)。
工程于2017年12月8日開(kāi)工建設,2019年4月18日竣工,總投資30億元。
二、主要科技創(chuàng )新內容
1、上跨地鐵2號線(xiàn)70m鋼箱梁設計、施工關(guān)鍵技術(shù)
上跨地鐵2號線(xiàn)采用70m鋼箱梁,鋼箱梁具有自重輕,跨徑大的特點(diǎn)。鋼箱梁按“標準化、裝配化、快捷化運輸、輕量化吊裝”設計理念,使鋼箱梁具有自動(dòng)化生產(chǎn)程度高,施工快捷,分塊靈活等優(yōu)點(diǎn)。鋼箱梁采用多箱單室結構,每片主梁尺寸一致,主梁間采用寬度可調整橫隔板和頂板連接,結構簡(jiǎn)單,裝配靈活。主梁尺寸一致有利于鋼箱梁批量化制造,可以大大加快鋼箱梁的制造速度;結合超限運輸和市場(chǎng)平板車(chē)運輸的要求,合理設計主梁箱體尺寸,實(shí)現快捷化運輸;通過(guò)合理劃分箱梁節段,70m鋼箱梁橫向分成7個(gè)塊體,縱向分成5段,最大的吊裝重量?jì)H41.4t,對吊裝設備要求較低,實(shí)現輕量化吊裝。
鋼箱梁結構特點(diǎn)為蓋板(頂、底板)包腹板,其中腹板上下主角焊縫要求全熔透,在腹板兩側設有懸臂挑梁,箱型橋面的頂板縱向設置U形加勁肋,底板設置I形加勁肋?,F場(chǎng)施工主要包含現場(chǎng)吊裝和工地連接兩大部分,根據鋼箱梁的結構形式和現場(chǎng)安裝條件的限制,考慮上跨地鐵2號線(xiàn)的保護,采用了搭設臨時(shí)支架,通過(guò)啟用380T移動(dòng)履帶吊機完成節段的吊裝,節段調整就位后完成現場(chǎng)連接和涂裝工作。
鋼箱梁的設計、施工使得跨地鐵路段施工更加安全,綜合比較比混凝土梁更施工效率更快、造型更美、社會(huì )效益更顯著(zhù)。
上跨地鐵2號線(xiàn)70m鋼箱梁施工過(guò)程圖片
2、沙田東收費站智慧收費亭應用
沙田東收費站智慧收費亭包含背景音樂(lè )系統、環(huán)境監測系統、新風(fēng)系統、風(fēng)幕系統,腿部加熱模塊,電子門(mén)禁系統等,具體如下:新風(fēng)系統對智慧亭內空氣進(jìn)行過(guò)濾、滅毒、殺菌、增氧,不間斷的完成亭內空氣更換,新增的背景音樂(lè )系統,有效的緩解了收費員的工作疲勞;先進(jìn)的風(fēng)幕系統,將亭內空氣隔開(kāi),具有防塵、防污染等功效;智能門(mén)禁系統采用密碼、刷卡方式,安全方便,如果智能系統失靈則可以可以轉換為手動(dòng)模式;腿部加熱模塊,有效的緩解了冬天收費員腿腳寒冷的問(wèn)題;一體化的操作臺,將開(kāi)關(guān)門(mén)、開(kāi)關(guān)燈、窗簾等控制開(kāi)關(guān)和收費鍵盤(pán)置于同一操作臺,解決了以往收費員進(jìn)行類(lèi)似操作時(shí)需離開(kāi)窗口而影響窗口服務(wù)的問(wèn)題;智慧亭正前方配有p6全彩屏,可做成公益廣告或可變情報板,為駕乘人員提供更貼心的提醒服,為收費員營(yíng)造了良好的工作環(huán)境,使長(cháng)時(shí)間在狹小空間工作的收費員覺(jué)得舒適、心情愉悅。
沙田東收費站智慧收費亭圖片
3、富民路雙柱大懸臂蓋梁應用
一期工程占用現狀富民路設置高架橋,為避免阻斷現狀富民路正常通行,滿(mǎn)足長(cháng)期規劃要求,富民路段采用雙柱大懸臂蓋梁結構,標準段大懸臂蓋梁全長(cháng)31.7m,懸臂長(cháng)度為12.9m,目前為東莞最大懸臂結構。此結構具有占地少,空間利用率高,造型優(yōu)美,技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn),充分利用橋下道路中央分隔帶處的空間設置橋墩,避免了設置邊墩對周?chē)h(huán)境、行車(chē)視野等的干擾。在外側車(chē)道??恳慌?20t重車(chē)的偏載情況下,雙柱大懸臂蓋梁滿(mǎn)足抗傾覆要求,通過(guò)優(yōu)化設計,預應力采用單端張拉,減少結構尺寸,蓋梁根部高度僅為3.5m,厚度為2.2m,技術(shù)先進(jìn),造價(jià)低。技術(shù)先進(jìn)、造型優(yōu)美的雙柱大懸臂蓋梁的創(chuàng )造性應用,兼顧了富民路的現狀通行及遠期規劃,獲得了良好的的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。
富民路雙柱大懸臂蓋梁全寬31.7m,蓋梁采用變截面形式,順橋向厚度2.2m,根部高度3.5m,懸臂高度1.7m;橋墩采用圓形墩,墩柱直徑2.1m。蓋梁采用C50混凝土,墩柱采用C35混凝土。雙柱間距5.9m,蓋梁?jiǎn)蝹葢冶鄱瞬恐炼罩行木嚯x為12.9m,這比常規的蓋梁懸臂長(cháng)度要大得多,為橋下道路建設提供了充足的空間,有效保證既有道路正常通行。同時(shí)大懸臂蓋梁通過(guò)計算優(yōu)化了預應力設置,采用單端交錯張拉的預應力設置方式,進(jìn)一步減小蓋梁結構尺寸,也使得墩頂處的預應力布置盡可能的密集,實(shí)現預應力效應最大化。
4、二氧化碳氣體致裂配合機械法進(jìn)行路基石方爆破技術(shù)
東莞市莞番高速施工第一合同段厚街南互通立交K55+315~K55+855段為路基工程,該段路基需要進(jìn)行山體爆破,因該路段上方電力線(xiàn)路密集,為確保電力設施的安全,供電部門(mén)不允許施工單位使用炸藥進(jìn)行爆破施工。但由于該項目工期較緊,施工單位擬在該段路基施工完成后,在路基上建設預制梁場(chǎng)一座,因此該段路基施工工期將嚴重影響到項目總工期,然而上跨高壓線(xiàn)遷改需要省里審批,遷改進(jìn)度緩慢,等待遷改完成后再進(jìn)行石方爆破明顯不能滿(mǎn)足施工工期要求,故如何在保證不影響項目工期和高壓線(xiàn)安全的前提下,安全順利快速地完成該段路基石方施工成為了技術(shù)難題。施工單位根據施工現場(chǎng)周邊環(huán)境及現有國內施工技術(shù)條件,采用二氧化碳無(wú)炸藥氣體致裂配合機械鑿除的工藝進(jìn)行施工,最終在保證安全和進(jìn)度的前提下,圓滿(mǎn)順利地完成了相關(guān)施工任務(wù)。
三、新技術(shù)應用與效果
莞番高速一期工程建成后,與南沙大橋共同形成珠江東西兩岸之間的一條重要通道,大大緩解南沙大橋的交通壓力,快速連接南沙大橋、沿江高速、廣深高速,形成便捷高效的區域交通路網(wǎng),大大緩解珠江兩岸交通壓力,助推珠江兩岸經(jīng)濟轉型升級。
新材料、新工藝、建筑業(yè)十項新技術(shù)及自創(chuàng )新技術(shù)等應用情況:
本工程中應用2017年版建筑業(yè)十項新技術(shù)6大項10小項,目錄如下:1.混凝土樁復合地基技術(shù);2.非開(kāi)挖埋管施工技術(shù);3.預應力技術(shù);4.銷(xiāo)鍵型腳手架及支撐架;5.預制節段箱梁模板技術(shù);6.預制預應力混凝土構件技術(shù);7.預制構件工廠(chǎng)化生產(chǎn)加工技術(shù);8.鋼結構防腐防火技術(shù);9.施工揚塵控制技術(shù);10.施工噪聲控制技術(shù)。
綠色施工的實(shí)施,如二氧化碳氣體致裂配合機械法進(jìn)行路基石方爆破技術(shù)的實(shí)施,一方面降低能源損耗,保護環(huán)境,同時(shí)降低噪音,粉塵污染,對保護現場(chǎng)工人的職業(yè)健康與周?chē)用竦纳钭飨⒕哂兄匾饬x。
莞番高速一期工程于2017年12月8日開(kāi)工建設,歷時(shí)一年半時(shí)間,2019年4月25日一期工程建成通車(chē),通車(chē)運營(yíng)后莞番高速日均車(chē)流量在10萬(wàn)輛車(chē)次,實(shí)現“路通則財通”。莞番高速一期工程建成通車(chē)極大帶動(dòng)了周邊經(jīng)濟的發(fā)展,助推東莞更好地融入粵港澳大灣區“一小時(shí)”經(jīng)濟圈。
四、獲獎情況
1、2021年榮獲東莞市土木建筑學(xué)會(huì )“第二屆東莞市土木工程詹天佑故鄉杯獎”;
2、2020年榮獲中國中鐵杯優(yōu)質(zhì)工程項目。