武汉天河机场T3航站楼前高架桥是连接地面主进场道路与航站楼出发层 (14.000m标高) 的旅客车辆通道, 其中主桥第9联为等宽度变高度预应力混凝土连续箱梁, 桥跨布置为:36m+54m+36m, 梁高1.9~3.5m。桥下范围有1~2层地下停车楼, 停车楼下方有3条城铁线路、2条地铁线路横穿高架桥第9联21~23号墩基础范围。如图1所示。

总体施工流程:施工准备→基坑围护桩、立柱桩、停车楼工程桩及高架桥工程桩施工→基坑冠梁及内支撑施工→基坑土方分层开挖至基底→城铁、地铁隧道结构、高架桥墩台及停车楼接桩柱在基坑内施工→基坑回填→拆除基坑内支撑体系 (场地由基坑施工单位移交至停车楼、高架桥施工单位) →停车楼结构施工 (同步施工停车楼内部高架桥墩柱及少支点支撑柱结构) →停车楼顶板以上桥墩施工、高架桥支架体系搭设→箱梁混凝土结构施工及预应力张拉→停车楼上部支架体系及停车楼内部少支点支撑体系拆除。详述如下: (1) 共建流程1场地整平及排水沟修筑, 在自然地面施工高架桥、停车楼桩基础、共建基坑支护桩及城铁、地铁抗拔桩; (2) 共建流程2施工共建基坑支护体系, 分层开挖至基坑设计底标高; (3) 共建流程3在共建基坑内施工城铁、地铁明挖隧道结构、高架桥承台基础并将停车楼桩基础在共建基坑内接长至停车楼底板设计标高位置。在此过程中根据高架桥箱梁支架方案, 在高架桥承台上方同步施工支架少支点混凝土支撑柱; (4) 共建流程4共建基坑回填至停车楼底板设计底标高, 破除基坑内支撑体系, 场地验收移交; (5) 共建流程5停车楼结构施工 (同步施工高架桥位于停车楼内部桥墩及高架桥支架少支点混凝土支撑柱结构) ; (6) 共建流程6停车楼结构封顶后继续施工高架桥墩柱至设计标高, 同步插入高架桥箱梁支架体系施工, 最后进行高架桥箱梁结构施工; (7) 共建流程7高架桥箱梁预应力施工完成后拆除支架体系及停车楼内部少支点支撑体系。如图2所示。

各类桩基、基坑支护体系施工及基坑土方开挖不作赘述。

基坑内施工安排:城铁、地铁隧道结构分段流水施工→高架桥墩台、停车楼接桩柱分段插入施工。

1) 城铁、地铁明挖隧道结构施工

城铁、地铁矩形隧道结构纵向按变形缝分段组织施工, 竖向按底板→侧墙→顶板的顺序分3步施工。侧墙采用桁架单面大模板体系组织施工, 顶板采用普通模板支架体系施工。

2) 高架桥墩台施工

高架桥承台及墩柱, 模板采用普通木模板。承台施工过程中须按上部支架体系方案要求预留混凝土少支点柱钢筋, 后施作少支点柱结构至停车楼底板底标高处。

3) 停车楼接桩柱施工

停车楼接桩柱施工与城铁、地铁隧道结构错开施工, 采用圆柱木模+钢抱箍模板体系, 外围搭设双排操作架, 外侧挂密目网。

为防止回填不均匀导致隧道箱体结构侧移, 基坑回填前须完成隧道箱体结构间混凝土板撑施工, 混凝土板撑与高架桥承台及停车楼接桩柱之间空间≥50cm。

基坑回填须分层、分段、均衡、对称, 回填过程中分层检查回填压实度, 合格后方可进行下一层施工, 回填过程中须做好已完结构成品保护工作。

停车楼结构施工采用普通模板支架体系施工, 因高架桥与停车楼共用墩柱, 施工过程中须做好高架桥墩柱、少支点柱预留及相关结构施工。施工完成后暂不进行架体拆除, 待上部高架桥架体拆除完成后拆除停车楼内部支架体系。

1) 支架方案选择 按照常规做法, 箱梁可采用落地支架现浇施工工艺, 箱梁施工荷载通过下方架体最终传递至停车楼底板下方地基土, 但由于停车楼下方基坑回填受隧道结构、停车楼结构柱、高架桥墩柱等结构影响, 回填空间极为狭窄, 再加上基坑回填深度较深 (约10m) , 且工期极为紧迫, 落地支架现浇施工风险极大, 为确保施工安全, 采用少支点贝雷梁柱式支架体系通过停车楼结构柱及新增少支点柱将施工荷载最终传递至高架桥承台基础及停车楼桩基础。如图3所示。

2) 少支点柱施工 少支点柱采用钢筋混凝土临时柱, 停车楼施工过程中严格控制支点柱预埋钢筋定位, 支点柱混凝土浇筑过程中严格控制支点标高使其保持在同一平面内, 支点柱混凝土强度达到100%后方可安装上方横梁。

3) 双拼H700×300×13×24钢横梁安装 双拼H700×300×13×24横梁采用汽车式起重机安装就位, 每装一组横梁需保障型钢焊接、安装尺寸合格, 加劲肋符合方案设计要求, 型钢横梁与下方支点柱头密贴。为保证双拼型钢受力均衡, 上方加设300mm宽钢板 (厚度100mm) 。

4) 贝雷桁架安装 先将贝雷梁在地面上分段拼装好, 然后用汽车式起重机吊装就位于安装好的型钢上。单榀贝雷梁由3~4节桁架节组成, 由内向外吊装就位。贝雷梁每2~3排安装完成后, 安装联板、斜撑、调整线形。贝雷梁纵梁拼装完成后对其进行检查, 主要检查桁架、保险销、螺栓、联板、横梁、抗风拉杆是否连接稳固, 确保贝雷梁在架设使用过程中安全、可靠。最后在贝雷梁上放置横向I12.6分配梁, 分配梁与钢桁架采用夹片螺栓或“U”形螺栓连接牢固。

5) 碗扣架搭设 为确保上部碗扣架与I12.6分配梁可靠连接, 碗扣架立杆下方采用顶托倒扣的方式搭设。碗扣支架搭设间距严格按设计要求进行。

第9联为等宽度预应力混凝土连续箱梁, 采用C55混凝土, 梁高1.9~3.5m, 桥面宽度49.75m, 设计方量6 443m³, 跨度大、标高高、桥面宽、单次浇筑方量大, 混凝土浇筑前须优化混凝土配合比设计, 确保混凝土坍落度、初凝时间等各项指标满足现场施工要求。浇筑过程中严格控制浇筑顺序及振捣质量, 严格监控支架变形情况。混凝土浇筑完成后及时进行养护, 达到设计强度后方可进行预应力张拉, 然后进行支架及少支点拆除。

天河机场T3航站楼楼前高架桥已于2016年4月28日顺利贯通, 轨道交通、地下停车楼及机场高架桥交叉共建难题通过以上方案及工艺全部得到有效化解, 得到了各方积极肯定。对于类似机场站房工程, 机场建筑与城铁、地铁均由不同业主投资建设, 由此导致设计、施工及监理均由不同单位实施。正因如此, 设计、施工协调难度大大增加, 若能统一设计、统一施工, 将给工程实施带来极大的便利。对同类工程施工具有极大的参考价值。