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。站房全景如图1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与提高乘车舒适度。特别是轨道层设置3座正线桥, 正线桥为刚构-连续梁结构, 与站房地下室顶板结构对接, 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 (见图2) 。

宁杭正线桥与沪杭正线桥均采用 (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。全桥采用 (2×21.7+24.8+2×21.7) m刚构-连续梁。桥面剖面如图3所示。

浙赣线正线桥 (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。全桥剖面如图4所示。

本桥梁体采用二次浇捣施工工艺, 对地基处理及支架搭设的要求很高, 且结构采用了百年耐久高性能混凝土, 是本项目工程的重点和难点之一。

因3座正线桥处于的站房内位置不同, 需采用不同的施工方案施工, 宁杭正线桥处于7, 8道位置轴区域, 桥体下方为站房底板, 可直接搭设桥体承重架施工桥体。沪杭正线桥与浙赣线正线桥处于东西向轴区域, 南北向 (12) ~ (15) 轴范围为杭州地铁一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, 必须采取可靠的转换结构, 保护地铁结构;并且在 (11) ~ (12) 、 (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, 如图5所示。

宁杭正线桥、沪杭正线桥与浙赣线正线桥3座正线桥施工方案的区别在于刚构-连续梁支模架体系的基础处理不同, 正线桥下方为站房基础底板区域可直接落地搭设, 而地铁顶板区域需考虑采用转换结构跨越地铁区间, 支撑支模架体系。因此正线桥综合施工工序为: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二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2 440mm×1 220mm×15mm的优质竹胶模板, 并辅以相配套的60mm×80mm方木、40mm厚松木板等。

经设计方审核, 正线桥刚构-连续梁混凝土在垂直方向分两次浇捣, 施工缝设置在上层板下250mm处。按水平方向浇筑一次成型, 不留置施工缝。即箱梁芯模分两次搭设, 第1次搭设桥体承重架、模板与肋梁侧模板并浇捣混凝土, 第2次搭设箱梁顶模板并浇捣混凝土, 两次搭设方法与混凝土浇捣示意分别如图6所示。

沪杭正线桥、浙赣线正线桥刚构-连续梁施工须在 (12) ~ (15) 轴地铁顶板范围设置支撑转换结构, 作为支模架基础, 即利用 (13) 轴、 (14) 轴的钢筋混凝土柱外挑牛腿与 (12) 轴、 (15) 轴基础承台上设置钢柱作为支撑点, 上架400mm×1 200mm钢箱梁与双拼工字钢, 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。

垂直向工艺流程: (13) 轴、 (14) 轴的钢筋混凝土柱及牛腿与 (12) 轴、 (15) 轴钢柱施工→钢箱梁与双拼工字钢梁安装→贝雷架地面就近拼装→贝雷架吊装→贝雷架现场加固→平台防护设置→搭设门式脚手架模板体系。

水平施工流向为由 (13) 轴、 (14) 轴向两边施工, 如图7所示。

在 (13) 轴与 (14) 轴的混凝土柱底部设置混凝土牛腿, 该牛腿与混凝土柱同时施工, 施工完成后应对混凝土牛腿进行养护至设计强度的100%, 确保有足够的强度承担上部荷载。

在 (12) 轴与 (15) 轴设置钢柱落在支撑承台上, 因此施工承台时在承台面预埋钢柱底脚同规格的钢板, 以便钢柱安装时进行焊接连接。

(13) 轴、 (14) 轴牛腿上架设的截面为400mm×1 200mm型钢箱梁与 (12) 轴、 (15) 轴架设的双拼工字钢, 承受整个贝雷架的荷载, 是整个受力体系的关键构件, 考虑到地铁顶板成品保护的需要, 现场配备2台250吨位的履带式起重机, 构件运输到现场后, 履带式起重机停在地铁顶板范围以外进行吊装, 待整个正线桥结构施工完成, 采用分解拆分的方法拆除, 确保地铁顶板结构的安全。

贝雷架在就近地面拼装后再吊装, 吊装采用4台20t汽车式起重机进行吊装。每片贝雷梁用2根钢丝绳吊装, 起吊点距离组装好的贝雷架端头4.5m。起吊点距离汽车式起重机距离须控制在安全回转半径以内。第1片按操作面上弹出的线就位后, 立即用钢管斜撑加固, 扣件扣紧, 以免整片贝雷架倾倒伤人。每片贝雷架之间必须用配套连接件加固, 保证贝雷架不位移, 中间加以斜撑, 防止倾覆。两端头及每隔6m必须加设1道剪刀撑。加固示意如图8所示。

为便于操作, 同时作为高空防护用, 在贝雷架上型钢梁空隙间满铺≥50mm厚木跳板。在贝雷架外边没有任何遮拦物, 工人操作时必须系上安全带。后续支模体系施工同宁杭正线桥。

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, 为保证站房其余部位的连续施工提供施工通道。

钢管立柱下设置通长钢筋混凝土基础, 基础截面b×h=3 000mm×1 200mm。

考虑到 (13) 轴、 (14) 轴混凝土柱牛腿受力对混凝土柱的影响, 要求在该部位混凝土浇筑时尽可能保证混凝土柱两侧受力均匀, 故在 (13) 轴和 (14) 轴各安排2台混凝土输送泵, 以 (13) 轴和 (14) 轴为起点向南北两侧同时浇捣, 在浇筑过程中安排专人随时监控, 严格控制混凝土柱两侧浇筑方量, 确保 (13) 轴和 (14) 轴混凝土柱两侧均匀受力, 避免混凝土柱偏心受力过大而破坏。

正线桥结构主要包括桩基、承台、墩台、活动支座垫石, 0号、5号墩台采用矩形实体台, 1~4号墩台采用直径1.9m的圆柱形桥墩, 1~4号墩柱和梁部固结, 0号、5号台上设置2个活动支座, 施工缝留置在基础墩台底部, 1~4号墩台留置在箱梁板下20~30mm处, 桥身刚构-连续梁一次性浇筑完成, 不设置施工缝。

在正线桥与站房结构站场结构 (纵横格构梁) 之间设置伸缩缝, 使正线桥与站房结构之间脱开, 在火车快速通过站房时, 能够最大限度地减少火车对站房结构的扰动, 保证站房中旅客的舒适度和站房结构的安全, 伸缩缝采用CKF-L-50铝合金伸缩缝。伸缩缝位置如图9所示。

正线桥防水层主要是热熔粘贴3.5mm厚高聚物改性沥青防水卷材+C40聚丙烯纤维网混凝土保护层, 防水体系构造如图10所示。

在大型枢纽站房中采用桥建合一结构技术, 须结合现场与工程特点, 因地制宜组织施工, 并处理好与房屋建筑、地铁等专业的结合, 以站房施工部署为主线, 协调施工, 方可使工程顺利施工完成。

新建杭州东站站房工程宁杭正线桥于2011年4月完成;浙赣线正线桥于2011年7月完成, 交付道床施工, 确保了工程第二次转线顺利实施;沪杭正线桥于2012年5月完成, 交付道床施工, 顺利实施联调联试。2013年7月1日站房整体交付并通车使用。