杭州是沪杭、浙赣、宣杭、萧甬4条铁路干线交会点, 沪杭、杭甬、宁杭、杭长客运专线等将相继引入, 杭州东站是极其重要的控制工程, 是汇集客运专线、普速铁路、地铁、磁浮、公交、运河水运等多种交通方式和配套服务设施于一体的现代化综合交通枢纽中心。杭州东站站房项目位于杭州市江干区新风东路以东、天城路以南、东宁路以西、新塘路以北所围合的区域。设计为15台30线, 另预留磁浮3台4线。总建筑面积155 569m², 建筑高度39.3m。地上2层 (站台层、高架层、商业夹层) , 地下3层 (出站通道、地铁站厅层、地铁站台层) 。合同总价约28亿元。站房东、西面与站前广场相连, 南、北面与站场线路及地下出租车通道相连。站房全景及剖面如图1、图2所示。

新建杭州东站站房设计为跨线路型站房, 在轨道层、高架层均采用了桥建合一技术, 来满足建筑功能需求, 提高乘车舒适度。站房南北两侧设置了2条高架桥, 使旅客实现出行与候车同台换乘。轨道层设置了3座正线桥, 正线桥刚构-连续梁结构与站房地下室顶板 (轨道层) 结构连接, 采用桥梁结构措施减震降噪, 将桥梁和建筑有机结合, 分担不同功能, 提高结构稳定性与候车、乘车的舒适度。正线桥结构如图3所示。

南北高架桥QA (北侧) 和QB (南侧) 起点桩号为K0+000终点桩号为K0+394.42设计7车道, 桥面宽30m, 跨度25.55, 43, 46.55m。全桥长394.42m, 总长788.84m。南北各分为4联, 共8联。采用群桩承台基础, 下部结构为实体单墩柱式结构, 上部结构为预应力混凝土单箱单室斜腹板等高度连续箱梁。箱梁梁高2.60m, 箱梁顶板宽左、右幅分别为15.00m和12.7m, 其中两翼悬臂长度为3.5m, 底板宽6.60m。

桥梁设计分区为QA, QB;匝道分为匝道C, D, E, F。QA, QB、匝道C, D, E, F均采用横向平坡。高架桥QA, QB: (1) 第1联:预应力混凝土箱梁25.55+43=68.55m; (2) 第2联:预应力混凝土箱梁43+43+43=129m; (3) 第3联:预应力混凝土箱梁43+43+46.55=132.55m; (4) 第4联:预应力混凝土箱梁32.22+31.26=63.48m。匝道C, D, E, F:钢筋混凝土箱梁20+20+20+20=80m。结构混凝土为箱梁C50、桥墩C40、承台C35、桩基C35;孔道压浆M40水泥浆。桥面铺装:钢筋混凝土垫层、防水涂层、沥青混凝土层等, 如图4所示。

宁杭正线桥 (7, 8股道) 与沪杭正线桥 (19, 20股道) 均采用 (2×21.7+24.8+2×21.7) m刚构-连续梁, 梁全长113.2m (含两侧梁端至边支座中心各0.8m) , 桥宽9.26m。桥全长120m。截面形式为单箱两室, 两侧设置钢筋混凝土挡渣墙 (见图5) 。

浙赣线正线桥 (27, 28, 29, 30股道) 采用 (2×21.7+24.8+2×21.7) m刚构-连续梁, 梁全长113.2m (含两侧梁端至边支座中心各0.8m) 。桥宽23.9m, 桥全长120m。截面形式为单箱四室。两侧设置钢筋混凝土挡渣墙。

新建杭州东站桥建合一结构特征为:南北高架桥与高架层建筑拼接, 轨道层3条正线桥穿站而过, 采用了桥梁结构与站房结构有机结合, 达到跨线路型站房的建筑功能需求。桥梁结构与站房结构基础共用与独立设置相结合, 结构拼接与搭接相结合。

结合整体工程特点, 桥建合一施工原则为:以房屋建筑工程为主线, 桥梁工程为辅线, 协调施工。

新建杭州东站建设原则为保证沪昆线运输不间断, 下部地铁同步建设, 站房分段实施。

新建杭州东站站房工程为老杭州东站站房原址改扩建而成, 逐步停用、拆除老东站站房, 并须保证铁路大动脉———沪昆线的不间断运营, 造成了新建杭州东站站房工程的施工特点:须通过1次转场、2次转线分段提供工作面 (见图6) 。经专家论证与主管单位批复的整体施工方案为:2010年9月先逐步将老东站的运营转移至扩容后的杭州南站, 拆除老东站站房等结构, 开始新建杭州东站站房西端站房的施工;2011年3月将运营的沪昆线 (新线路7, 8道位置) 临时转线至结构已施工完成的线路3, 4道位置 (西端站房?~?轴区域) , 拆除原沪昆线站台、线路等结构, 开始新建杭州东站站房中间站房的施工;2011年12月将沪昆线再次永久转场至装饰已施工完成的29, 30道位置 (东端站房○P~○Q轴区域) , 开始西端站房剩余结构与装饰工程施工。

根据新建杭州东站整体实施方案, 高架桥与正线桥亦须按照分段实施。而高架桥原设计为由第1联向第4联逐联、逐跨施工, 即?轴向○S轴施工, 并逐跨张拉, 现场无法实施。设计方案须根据现场实施方案进行相应调整。

结合现场施工实施方案, 由于施工顺序的调整, 设计方案相应变更:第2联、第4联与第3联交界面处的张拉端锚具布置位置调整, 锚具张拉端方向由水平方向改成向上布置 (见图7) 。

正线桥部分施工方案为:先施工宁杭正线, 然后施工浙赣正线, 最后施工沪杭正线 (同时须结合站房下方的杭州地铁1号线杭州东站站的施工进度) 。

高架桥结构由基础承台、桥墩、梁体等结构组成, 基础承台为现浇钢筋混凝土结构, 采用钢板桩围护、木模抱压钢管支模系统施工;桥墩为现浇钢筋混凝土结构, 采用定型钢模支模系统施工;梁体为现浇钢筋混凝土预应力箱梁, 且梁体截面尺寸普遍较大, 采用重型门式脚手架搭设承重架, 箱梁外侧模板采用定制钢模, 内模和底模均选用双面光面、尺寸为2 440mm×1 220mm×15mm的优质竹胶模板, 并辅以相配套的100mm×100mm方木。梁体支模系统为:R1019重型门架, 门架的宽度b=1.00m, 门架的高度h₀=1.90m, 步距为1.95m, 跨距l=0.90m, 门架顶部设置顶托, 顶托内置[10钢纵向布置, 槽钢上横向铺设10cm×10cm规格方木, 间距100cm布置, 方木上铺设20mm厚优质竹胶板。

正线桥因处于站房内位置不同, 施工方案亦不同, 宁杭正线桥处于7, 8道位置轴区域, 下方为站房底板, 可直接搭设桥体承重架。沪杭正线桥与浙赣线正线桥处于轴、轴区域, (12) ~ (15) 轴范围为杭州地铁1号线杭州东站区间站结构, 承重架基础不得落在地铁顶板结构上, 必须采取可靠的保护措施;并且在 (11) ~ (12) 轴、 (15) ~ (16) 轴之间须保留必要的施工通道, 即通道高度从站房底板面起算有≥5m的净高, 同时通道宽度应>6m, 以保证站台部位的连续施工。

正线桥施工工序:施工准备→地基处理 (支架基础处理) →支架位置放线→支架搭设→支架校验调整→铺设纵横方木→安装支座→安装底模板→底模板调平→支架预压 (120%) →支架及底模调整 (设置底板预拱) →安装侧模板→绑扎底板、腹板及横隔板钢筋→安装底、腹板波纹管 (浇筑前内衬塑料管) →安装端模板及部分横隔板模板→浇筑底板混凝土 (至横隔板人孔高度) →安装内模板及横隔板模板→安装端模板→绑扎顶板钢筋→安装顶板波纹管 (浇筑前内衬塑料管) →自检、报检→顶板、腹板混凝土灌筑→混凝土养护→松开边模和内模板→纵向预应力张拉→横向预应力张拉→压浆、封堵端头→养护→拆除底模板和支架→浇筑桥台背墙混凝土→桥台伸缩缝安装→挡渣墙施工→桥面垫层、防水层及保护层施工。

宁杭正线桥施工方案为采用满布支架逐孔现浇的方法施工。支架支承于站房基础底板上。支架采用碗扣式钢管支架。支架由立杆、横杆、斜杆及上托、下支座等附件组成。规格采用Ø48×3.5碗扣架布置。立杆采用2.4m与1.8m及2.4m与3.0m 2种不同规格的立杆交错布置, 端支点、中支点处的横隔板下按90cm×90cm布置。箱梁下按100cm×120cm布置。钢管顶和底均采用可调支座。横杆端支点、中支点处的横隔板下步距采用1m, 箱梁下步距采用1m。为增加框架的稳定性, 纵横向均每隔2排设置1道剪刀撑, 剪刀撑采用Ø48×3.5扣件式钢管搭设。模板均选用双面光面、尺寸为1 830mm×915mm的优质九夹板材, 并辅以相配套的60mm×80mm方木、40mm厚松木板等。

宁杭正线桥、浙赣线正线桥支模架体系同上述宁杭正线桥, 但在 (12) ~ (15) 轴地铁顶板范围须设置支撑结构, 作为支模架基础, 即利用 (13) , (14) 轴的钢混凝土柱外挑牛腿作为支撑点, 上架400mm×1 200mm钢箱梁, 横向布置双排双层贝雷架横跨整个地铁结构, 以贝雷架顶面作为承重架的施工平台, 以求达到保护地铁顶板结构的目的;而在 (11) ~ (12) 轴、 (15) ~ (16) 轴之间 (地铁范围以外) , 利用钢柱支撑贝雷架作为正线桥结构的承重架, 确保下部净空≥5m, 同时控制钢柱支撑的间距≥6m, 作为后续施工的临时道路, 保证其余部位的连续施工 (见图8) 。

桥建合一工程须根据整体工程施工组织方案, 房屋建筑工程与桥梁工程有机结合、协调施工, 在设计阶段须考虑到施工现场特点与施工组织流向, 针对性设计。在施工阶段, 须各专业服从总体施工方案部署, 有组织穿插施工, 严格要求施工进度节点配合施工。

新建杭州东站站房工程正线桥于2012年5月全部完成, 交付道床施工, 顺利完成联调联试。高架桥2012年9月全部施工完成, 2013年7月1日站房整体交付并通车使用。