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摘要：轨道交通15号线工程吴中路站7轴到18轴为无柱大跨度拱形顶板结构。为了提高施工效率，减少狭小场地的影响，施工现场采用了预制拱形顶板拼装的施工工艺，可有效的加快施工进度，确保施工精度，保证拱形顶板外观质量。本文作者从工程实践出发，阐述了预制拱形顶板内衬墙拱座的施工方法及预制板拼装时的控制要点。
关键词：大跨度无柱拱形顶板、预制拼装、拱座、精度
1工程概况
1.1工程概况
吴中路站位于徐汇区桂林路，北侧靠近吴中路，呈南北走向。车站为地下二层岛式车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层。
车站主体结构7~18轴为无柱大跨结构，顶板采用预制+现浇叠合拱形结构。7-18轴区域范围内，长度约93.7m，宽度21m~22.89m，地下一层内衬墙与拱座净高度4.3m，中板厚度0.8m，内衬墙厚度0.6m。
顶板按施工缝的设置可划分五个施工段，拱形顶板由下部分预制双肋砼拱模板+上部分覆盖现浇钢砼板组成。综合考虑轴线调整后，预制拱板单元的宽度模数为3m，单元分割线与纵向轴线正交。车站无柱段顶板平面布置呈一端大一端小的不等跨结构，北端内净尺寸19.28m，南端内净尺寸为21.58m。
1.2本工程的难点
1）本工程施工场地狭小，仅西侧有施工道路。在预制拱形顶板施工期间，南端头井正在进行盾构施工，故需加强现场施工平面布局的策划，确保满足平行施工的需求；同时针对大型预制拱板和隧道管片均须夜间运输的要求，合理安排作业时间，做到互不影响。
2）现浇拱座呈弧形曲面，悬挑长度不一，且与预制拱板对接的部位施工定位精度（±10mm）高于一般混凝土结构施工标准。
3）现浇拱座范围内为不规则形状，使得拱座的配筋尺寸各不相同，增加了钢筋的加工，分类安放和绑扎的难度。
4）顶板采用预制+现浇叠合拱形结构，可减少大量支撑排架，但是涉及预制拱板的现场拼装、纵向移运和高精度就位。用运架一体机，作为预制拱板的拼装胎架，实现连续平移；利用液压模块车的液压系统实现拱板的精确定位（±5mm），并在预制拱板固定后实现落架。
2变截面现浇拱座施工
2.1现浇拱座特点
由于吴中路车站顶板平面布置呈一端大一端小的不等跨结构，北端内净尺寸19280mm，南端内净尺寸为21580mm，总长93600mm。原顶板设计方案中为圆弧面拱壳结构，部分为两侧圆弧、中间平直段的拟合曲面，平直段长度自北向南逐渐加大。
圆柱面拱壳内表面与内衬墙的交线在纵向总体上呈水平状态，略有起伏，拱座底线在立面方向大致呈水平状态，东侧变化小，最大高差为183mm；西侧变化较大，最大高差为697mm。
拱座挑出长度各不相同，通过圆柱面中心轴线的调整，减少了拱脚挑出长度的巨大差异。南端两侧均为1.827m，净跨最小处（距北端34.24m）两侧挑出长度分别为618mm和1156mm，北端两端拱座挑出长度均为887mm。
2.2拱座测量定位
采用徕卡TS60超高精度智能全站仪分别架设在基坑东、西两侧，逐一将全站仪可视范围内的拱座角点和预埋中心点进行三维坐标放样。考虑全站仪要与放样点通视，现场有脚手架、模板支撑柱等遮挡，因此全站仪将在基坑边上任意选取位置架站，只需便于通视即可，然后经过全站仪自身的后方交会程序，采用正倒镜测量加密控制点进行设站，从而恢复任意架站的全站仪坐标系。
TS60全站仪通过后方交会设站成功后，根据拱座角点和预埋钢板中心点的设计坐标，对各个截面上的设计点逐一进行三维坐标放样，每一站预计平均可以放样5个点。
根据现场已知施工平面控制起算点坐标、现场已知施工高程起算点以及拱座四个角点P1、P2、P3、P4和预埋钢板中心点P5、P6的现场施工坐标值X/Y/Z，建立三维坐标体系，在每隔3米的位置，为现浇拱座角点P1、P2、P3、P4以及预埋钢板中心点P5、P6进行三维空间坐标放样定位。
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图1 拱座挑出示意图
图2 拱座测量定位图
坐标定位完成后，利用部分拱座箍筋作为定位钢筋。在3米范围内，地下墙剥露出的主筋上间隔1050mm、900mm和1050mm处焊接L型钢筋及定位箍筋。定位箍筋以底模外边线（用全站仪定位）为基准，控制其精度。并据此定位其他拱座钢筋（包括接驳器、止水钢板），避让拱座预埋件的锚筋等。
拱座侧模的定位：每3米设置一根定位钢管，通过拱座下搭设的排架固定位置。在此定位钢筋处垂直吊一根定位钢筋，用来确定箍筋的初始位置。同时由于拱座为变化截面，伸出长度不一，现场实际通过焊接钢筋调节。之后通过固定好的三根箍筋确定水平分布筋位置并定好预埋接驳器的响应位置，最后封模浇筑。
2.3拱座排架搭设
按设计要求，内衬墙和拱座砼浇筑需一次性完成，内衬墙和拱座的支撑体系需搭设满堂支架，满堂支架采用φ48×3.0mm扣件式满堂支架，配合扣件、顶托组成支撑系统。侧墙，由顶托支撑固定于满堂支架上。
模板支架施工参数：（1）拱座下的排架参数为纵向间距600mm，横向间距450mm，步距600mm；（2）预制顶板下的排架参数为纵向间距600mm，横向间距1200mm，步距600mm。横向设置φ48×3.0mm通长水平钢管进行加固，步距600mm，间距600mm；加强钢管的两端设置顶托支撑侧墙模板体系；同时在拱座下设4根斜杆间距450mm，纵向间距600mm斜撑支撑拱座模板体系。
纵向隔跨设置一组竖向剪刀撑进行加强，水平每三步设置一道横向剪刀撑加强。在排架底部和顶部各设置一组水平剪刀撑。
2.3拱座钢筋绑扎
(1)施工前，组织相关负责人熟悉施工图纸，核对钢筋配料，将各种规格的钢筋严格按照设计要求及规范要求下料。钢筋加工完成后，需分类编号堆存，并挂上标识牌。钢筋堆放处，为了防止锈蚀，使用枕木或砼垫离地面不小于30cm存放，并覆盖棚布。
(2)为了配合拱座与预制顶板现浇部分的施工缝的防水措施，将拱座端面钢筋的保护层增大至50mm，用于放置止水钢板。
(3)拱座箍筋的间距为150mm，在3米范围内，地下墙剥露出的主筋上间隔1050mm、900mm和1050mm处焊接L型钢筋，用于定位拱座箍筋。
(4)为了保证钢筋位置准确，需加设混凝土垫块，确保钢筋保护层厚度，对绑扎好的钢筋采取措施加以保护，避免踩踏变形。混凝土浇筑时对钢筋进行跟踪检查，发现偏位等问题及时纠正。
(5)保证地下墙内的接驳器与拱座钢筋的连接率达到100%，且拱座钢筋锚入内衬墙的长度不得小于600mm。
(6)钢筋的接头焊接按设计要求和规范标准进行焊接或搭接，钢筋焊接的质量要求符合《钢筋焊接及验收规范》的规定。
(7)每个节段钢筋的加工及安装允许偏差严格按照相关规范进行自检，自检合格后，请监理工程师检验，经监理工程师同意后才能进行下一步工序施工。
3拼装施工
每个预制拱板组合单元由两块预制拱板组成，预制拱板首先在运架一体机上进行定位和连接以形成预制拱板组合单元。
1）运架一体机放置于中板北端，两侧无现浇拱座，定位工装处于水平状态。
2）将左侧预制拱板在地面调整完成姿态后，放置于运架一体机的左侧位置，使用定位工装保持左侧预制拱板的位置准确；
3）放置右侧预制拱板，保证拱顶处的预埋钢板靠齐，定位销正常安装在销孔内。右侧预制拱板安装完成后，安装拱顶加强肋两侧的连接螺栓，构成组合单元，完成拱顶拼装。
4）拆除左侧的定位工装，同时在预制拱板和运架一体机之间安装临时固定钢丝绳，预制拱板的拼装工作完成。
5）通过运架一体机将拼装完成的一榀预制拱板运输至制定位置落架，通过楔形止推支座完成预制拱形顶板与拱座的连接。
6）重复以上步骤，完成60块共30榀预制拱形顶板的拼装作业。
5结语
本次吴中路预制拱形顶板拼装施工，后期工艺娴熟后，拼装速度可达到2.5h/榀，一天按照正常施工时间可完成4~5榀的施工效率。同时在拼装过程中，预制板与预制板之间定位准确，预制板与拱座之间误差均控制在1cm内。拼装完成后，车站站厅层总体美观大方，空间效果好，可以给乘客极佳的空间舒适感，利于在地铁施工中推广。
参考文献
[1]刘国彬，王卫东.基坑工程手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社，2009.
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[3]张旭，周松董，嘉莲倪，等.自玉王清标长春装配式地铁车站顶板防水技术研究[J].建筑技术开发,2018,34(16):73-74.
论文作者:贾吉敏
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/27
标签：顶板论文; 钢筋论文; 拱形论文; 排架论文; 间距论文; 内衬论文; 纵向论文; 《防护工程》2019年第6期论文;