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軌交15號線吳中路站工程無柱拱形頂板安裝完成  采用“預制+現澆疊合”拱形結構工藝為國內首創

技術創新

軌交15號線吳中路站工程無柱拱形頂板安裝完成  采用“預制+現澆疊合”拱形結構工藝為國內首創

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36日上午,隨著最后一跨35.4噸重、跨度18.78米的預制拱形疊合板的安裝固定到位,由機施集團總承包施工的軌道交通15號線吳中路站工程,成功完成了總計30跨的無柱拱形頂板安裝施工,這也是我國地鐵車站施工工藝新的突破。

打造“最美車站”,催生工藝創新

上海軌道交通地下車站的建筑空間布局因受到條件限制,在空間氛圍營造,尤其是公共區的空間體驗上無法像地面建筑那樣實現豐富多彩的形式變化,低矮、扁平的空間截面成為車站結構最為常見的設計。吳中路站位于桂林路近吳中路,緊鄰上海申通地鐵集團公司總部,在規劃設計階段,軌交15號線項目公司就致力于將吳中路車站打造為“最美車站”。因此,隧道設計院根據項目公司要求,提出了大跨度無柱拱形頂板的設計理念。

吳中路站所采用的無柱拱形頂的地鐵車站建筑設計風格,其優點很明顯,即:能有效釋放空間壓抑感,提升乘客空間舒適度,實現地下車站公共空間充分利用及車站空間多元化表現的需要;站廳層公共區空間大、無立柱遮擋、視野開闊、綜合管線布置靈活、裝修美觀。

由于現澆結構施工較難達到“最美車站”的外觀和質量要求,機施五公司結合施工現場實際情況,創新大膽地提出了拱形頂板預制裝配式的施工概念,這在上海軟土地基地鐵車站施工中是首次。同時,為解決施工場地狹小、巨型預制構件運輸困難的難題,又創新把“預制裝配”和“現澆疊合”工藝有機結合,這種國內首創的“預制+現澆疊合”新工藝,不僅擁有預制裝配式建筑高效率、高精度、高質量、綠色環保、易于實現清水混凝土感觀效果等優點,還最大程度解決了中心城區工地施工場地小和大型預制構件運輸難的問題,有望成為今后中心城區地鐵施工的高效解決方案。

創新融入實踐,孕育“黑科技”

有了奇思妙想般的創新,還必須經過實踐的檢驗。在機施集團的指導幫助下,五公司在大量計算驗證的前提下,多次與設計溝通及向申通集團匯報后,修改了設計原有方案,并與同濟大學開展合作。經過專家論證后,20188月在姚虹路車站順利進行了預制拱形頂板足尺實驗,通過半跨堆載、全跨堆載、超限堆載等模擬拱形頂板的各類受力狀態,得到了寶貴的實驗數據,驗證了預制拱形頂板施工的安全性、可靠性,打消了設計對結構受力方面的疑慮,并對預制拱形頂板拼裝施工工藝進行了優化改進,為在吳中路站的全面運用打下了扎實基礎。

此外,為了確保這種新型預制拱形結構能夠在施工過程中完美展現,在進行大量計算、試驗和方案優化的基礎上,機施五公司在機施集團的幫助下,創新設計了具有自主專利的“黑科技”——無柱拱形頂板運架一體機。無柱拱形頂板運架一體機由兩臺無線??氐囊貉鼓?槌島鴕蛔櫬笮丸旒苤С拋槌?,設備在基坑內的中樓板上運行。操作人員通過“運架一體機”,可對預制拱板進行平移、就位以及精確調整,使得預制拱板的拼裝施工得以高效完成。

“毫米級”精度,打磨優秀團隊

在實際施工中,由于吳中路并非常規的標準車站,整個車站呈喇叭口形,由北向南逐漸變大,要在這樣一個漸變車站上實現預制拱形頂板的順利拼裝談何容易。

吳中路車站于2018年順利完成了樁基圍護、土方開挖以及大部分的結構施工,并在整個施工過程中的關節施工節點進行旁站式管理,開挖時采用自行研發的伺服補償系統,使得整個基坑的最大變形率控制在1.32‰,達到上海市一級基坑標準。為了配合標準件的預制拱板,經過技術研討,決定將變化量全部轉化至拱座中去,這就導致現場的拱座施工難度大大增加,內襯墻與拱座交線、拱座的下沿口線、拱座高度和長度等,均為變化的曲線。項目部團隊通過精確定位放線,利用三維空間坐標,每隔1.5米精確定位拱座與內襯墻交點、拱座下檐口點以及預埋板中心位置點,順利在春節前完成了拱座的結構施工。經過復核,預埋板的中心位置偏差基本控制在1厘米內,達到毫米級精度,滿足拼裝要求。

2019224日,軌交15.13標吳中路站工程正式開始預制拱形疊合板的安裝施工,僅用11天就優質高效地完成總計30跨的拱形疊合板安裝,吳中路站也成為全國首座采用“預制+現澆疊合”拱形結構工藝進行施工的地鐵車站。

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