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轨交15号线吴 中路站工程无柱拱形顶板安装完成  采用“预制+现浇叠合”拱形结 构工艺为国内首创

技术创新

轨交15号线吴 中路站工程无柱拱形顶板安装完成  采用“预制+现浇叠合”拱形结 构工艺为国内首创

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36日上午,随着最后一跨35.4吨重、跨度18.78米的预 制拱形叠合板的安装固定到位,由机施 集团总承包施工的轨道交通15号线吴中路站工程,成功完成了总计30跨的无 柱拱形顶板安装施工,这也是 我国地铁车站施工工艺新的突破。

打造“最美车站”,催生工艺创新

上海轨 道交通地下车站的建筑空间布局因受到条件限制,在空间氛围营造,尤其是 公共区的空间体验上无法像地面建筑那样实现丰富多彩的形式变化,低矮、扁平的 空间截面成为车站结构最为常见的设计。吴中路 站位于桂林路近吴中路,紧邻上 海申通地铁集团公司总部,在规划设计阶段,轨交15号线项 目公司就致力于将吴中路车站打造为“最美车站”。因此,隧道设 计院根据项目公司要求,提出了 大跨度无柱拱形顶板的设计理念。

吴中路 站所采用的无柱拱形顶的地铁车站建筑设计风格,其优点很明显,即:能有效 释放空间压抑感,提升乘客空间舒适度,实现地 下车站公共空间充分利用及车站空间多元化表现的需要;站厅层公共区空间大、无立柱遮挡、视野开阔、综合管线布置灵活、装修美观。

由于现 浇结构施工较难达到“最美车站”的外观和质量要求,机施五 公司结合施工现场实际情况,创新大 胆地提出了拱形顶板预制装配式的施工概念,这在上 海软土地基地铁车站施工中是首次。同时,为解决施工场地狭小、巨型预 制构件运输困难的难题,又创新把“预制装配”和“现浇叠合”工艺有机结合,这种国内首创的“预制+现浇叠合”新工艺,不仅拥 有预制装配式建筑高效率、高精度、高质量、绿色环保、易于实 现清水混凝土感观效果等优点,还最大 程度解决了中心城区工地施工场地小和大 型预制构件运输难的问题,有望成 为今后中心城区地铁施工的高效解决方案。

创新融入实践,孕育“黑科技”

有了奇 思妙想般的创新,还必须 经过实践的检验。在机施 集团的指导帮助下,五公司 在大量计算验证的前提下,多次与 设计沟通及向申通集团汇报后,修改了设计原有方案,并与同 济大学开展合作。经过专家论证后,20188月在姚 虹路车站顺利进行了预制拱形顶板足尺实验,通过半跨堆载、全跨堆载、超限堆 载等模拟拱形顶板的各类受力状态,得到了 宝贵的实验数据,验证了 预制拱形顶板施工的安全性、可靠性,打消了 设计对结构受力方面的疑虑,并对预 制拱形顶板拼装施工工艺进行了优化改进,为在吴 中路站的全面运用打下了扎实基础。

此外,为了确 保这种新型预制拱形结构能够在施工过程中完美展现,在进行大量计算、试验和 方案优化的基础上,机施五 公司在机施集团的帮助下,创新设 计了具有自主专利的“黑科技”——无柱拱 形顶板运架一体机。无柱拱 形顶板运架一体机由两台无线遥控的液压模块车和一组大型桁架支撑组成,设备在 基坑内的中楼板上运行。操作人员通过“运架一体机”,可对预 制拱板进行平移、就位以及精确调整,使得预 制拱板的拼装施工得以高效完成。

“毫米级”精度,打磨优秀团队

在实际施工中,由于吴 中路并非常规的标准车站,整个车站呈喇叭口形,由北向南逐渐变大,要在这 样一个渐变车站上实现预制拱形顶板的顺利拼装谈何容易。

吴中路车站于2018年顺利 完成了桩基围护、土方开 挖以及大部分的结构施工,并在整 个施工过程中的关节施工节点进行旁站式管理,开挖时 采用自行研发的伺服补偿系统,使得整 个基坑的最大变形率控制在1.32‰,达到上 海市一级基坑标准。为了配 合标准件的预制拱板,经过技术研讨,决定将 变化量全部转化至拱座中去,这就导 致现场的拱座施工难度大大增加,内衬墙与拱座交线、拱座的下沿口线、拱座高度和长度等,均为变化的曲线。项目部 团队通过精确定位放线,利用三维空间坐标,每隔1.5米精确 定位拱座与内衬墙交点、拱座下 檐口点以及预埋板中心位置点,顺利在 春节前完成了拱座的结构施工。经过复核,预埋板 的中心位置偏差基本控制在1厘米内,达到毫米级精度,满足拼装要求。

2019224日,轨交15.13标吴中路站工程 正式开始预制拱形叠合板的安装施工,仅用11天就优 质高效地完成总计30跨的拱形叠合板安装,吴中路 站也成为全国首座采用“预制+现浇叠合”拱形结 构工艺进行施工的地铁车站。

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