某異形鋼結(jié)構(gòu)人行天橋延伸段施工技術(shù)

黎紹富

（上海隧道工程有限公司，上海 200032）

0 前言

為了配合城市發(fā)展的進(jìn)程，提高市政道路網(wǎng)的通行保障能力，各大城市近幾年大抓暢通工程，改造、新建了一大批快速路，相應(yīng)設(shè)置了一系列的人行天橋工程，作為解決交叉路口或主干道路段處行人過(guò)街的立體過(guò)街設(shè)施。隨著社會(huì)的發(fā)展，更多城市努力構(gòu)建便捷連通、舒適宜人、無(wú)障礙的步行網(wǎng)絡(luò)，將提升慢行交通的比例與品質(zhì)作為城市文明發(fā)展的追求。因此，對(duì)人行天橋進(jìn)行改造施工越發(fā)常見(jiàn)，主要集中在三個(gè)方面：①對(duì)老舊天橋進(jìn)行景觀改造以更好地融入城市形象體系；②人行天橋加裝無(wú)障礙設(shè)施體現(xiàn)人文關(guān)懷；③優(yōu)化其與地鐵站、商業(yè)中心等建筑物的連接實(shí)現(xiàn)人車立體分流與立體轉(zhuǎn)換。

曹芳[1]通過(guò)對(duì)某市現(xiàn)狀天橋的調(diào)研，從總體布置及橋梁特點(diǎn)、橋面鋪裝、欄桿樣式、橋梁排水及防水等方面進(jìn)行探討，總結(jié)了后期在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。吳剛等[2]研究了人行天橋加裝無(wú)障礙設(shè)施工程，詳細(xì)介紹了各種無(wú)障礙設(shè)施的特征、可使用的場(chǎng)所以及目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)況。黃鐵蘭等[3]選擇廣州市作為研究區(qū)域，利用GIS 技術(shù)，通過(guò)文獻(xiàn)研究、網(wǎng)絡(luò)調(diào)研、實(shí)地考察、統(tǒng)計(jì)分析等步驟，調(diào)研了廣州市人行天橋無(wú)障礙通行能力，分析存在不足的原因，提出了改進(jìn)對(duì)策。

根據(jù)已有文獻(xiàn)來(lái)看，關(guān)于優(yōu)化其與地鐵站、商業(yè)中心等建筑物連接的研究較少。本工程是為連接原人行天橋主橋面，接入龍湖商業(yè)中心二層而設(shè)。本文以此工程案例為基礎(chǔ)，總結(jié)異型延伸段橋梁的分段處理措施和吊裝施工方案，以后類似工程提供一些借鑒。

1 工程概況

華涇路龍吳路人行天橋西延伸段項(xiàng)目，位于上海市徐匯區(qū)華涇鎮(zhèn)范圍，擬建場(chǎng)地位于華涇路龍吳路交叉口南側(cè)。原東西向橫跨龍吳路的人行天橋建于2012 年，長(zhǎng)度76m，該延伸段是為連接已建段主橋面和裝修中的龍湖商業(yè)中心二層而設(shè)。

天橋西延伸段橫斷面布置與一期已建段人行天橋一致，既含兩側(cè)欄桿總寬5.0m；延伸段從一期工程已建段西端引出，經(jīng)兩處圓曲線折角轉(zhuǎn)彎后至龍湖商業(yè)中心二層預(yù)留接口處接入商場(chǎng)二層，延伸段天橋（含伸縮縫）總長(zhǎng)37.4m，是兩跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。天橋延伸段上部采用與一期已建段一致的鋼箱梁結(jié)構(gòu)；延伸段天橋下部結(jié)構(gòu)中墩采用由鉆孔灌注樁作為基礎(chǔ)，鋼筋混凝土承臺(tái)支撐鋼結(jié)構(gòu)立柱形成的樁柱式橋墩，延伸段鋼梁兩端分別擱置在一期已建段鋼箱梁以及商業(yè)中心建筑結(jié)構(gòu)橫梁上設(shè)置的牛腿上。

工程的主要難點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：①該延伸段橋梁形狀不規(guī)則，且接入商業(yè)中心位置空間狹小，吊裝作業(yè)難度大；②施工期間龍湖商業(yè)中心正在裝修，原天橋需要保障通行，施工場(chǎng)地相對(duì)受限；③該路口人車流量較大，且吊裝作業(yè)場(chǎng)地下方為商業(yè)中心地下室，頂板承載力相對(duì)較弱，施工環(huán)境復(fù)雜；④龍湖商業(yè)中心為區(qū)重點(diǎn)項(xiàng)目，本工程需要在其開(kāi)業(yè)前完工，工期緊張。

2 橋梁施工輔助工作

2.1 橋梁分段加工

本次天橋延伸段的鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制加工位于浙江省海寧市，距離施工場(chǎng)地約140km，且延伸段橋體長(zhǎng)為37.4m，近似為“S”形，寬近5m，而施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，僅有一條通道進(jìn)入，二分之一的地面處于商業(yè)中心地下室頂板上方，起重作業(yè)區(qū)域也較小。因此，為便于箱梁運(yùn)輸和保證施工安全，經(jīng)驗(yàn)算，將延伸段從兩個(gè)彎曲處進(jìn)行分割，劃分為三段，接入商業(yè)中心處的箱梁為20.7t，定義為分段一；中間段為26.9t，定義為分段二；接入原天橋的箱梁為19.3t，定義為分段三。

2.2 胎架設(shè)計(jì)與施工

基于橋梁分段施工的考慮，設(shè)置兩座臨時(shí)平臺(tái)支架（以下簡(jiǎn)稱胎架），用于臨時(shí)承受三座箱梁分段重量，每座胎架設(shè)計(jì)承重為40t，圖1 為胎架示意圖。

定義靠近商業(yè)中心的胎架為胎架一，將作為分段一的臨時(shí)支撐。胎架一位于商場(chǎng)地下室頂板上，最近的一根主梁（N 軸）跨中配筋為15D25，考慮頂板覆土荷載及胎架反力集中力，經(jīng)驗(yàn)算該梁承載力略有不足，為防止梁板損傷，經(jīng)研究在16-17/M-N 區(qū)格內(nèi)設(shè)置鋼梁轉(zhuǎn)換層，將胎架反力直接傳至16/N，16/M 兩根柱及17 軸地下室外墻上。柱截面為600×600mm，墻厚400mm，柱底為6 樁承臺(tái)，墻下及底板樁間距為2800×2800，單樁承載力75kN，承載力可以滿足本次施工要求。

圖1 胎架

胎架頂部采用4 只50t 千斤頂，承載上方橋段，胎架立柱千斤頂安放尺寸與箱梁腹板位置保持相同。胎架轉(zhuǎn)換梁下部，沿16及17 軸方向，使用路基箱墊起，防止胎架將力傳至地下室頂板上。

胎架二設(shè)計(jì)承載力為40t，合400kN。位于室外地坪上，基底已經(jīng)平整壓實(shí)。擬將2 片1.3×5.8m 路基箱墊在胎架底座以下。胎架路基箱厚度為140mm，按擴(kuò)散角40°計(jì)算，路基箱下每側(cè)擴(kuò)散寬度為140×cos40°=107mm。G/（L×B）=400/[2×（1.3+0.107×2）×（5.8+0.107×2）]=21.9kPa；小于施工時(shí)荷載小于回填土承載力80kPa，下方淤泥質(zhì)粘土層承載力也符合要求。

2.3 Y 型鋼柱安裝臨時(shí)穩(wěn)定措施（見(jiàn)表1）

表1 鋼柱安裝臨時(shí)穩(wěn)定措施

3 橋梁吊裝施工

3.1 吊裝施工步驟

橋梁分為三個(gè)梁段拼裝，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置2 座支承胎架，施工步驟如下：

（1）現(xiàn)場(chǎng)原鋼天橋端部牛腿現(xiàn)場(chǎng)焊接，安裝抗震支座。

（2）原有商場(chǎng)混凝土端部抗震支座安裝。

（3）2 座胎架搭設(shè)安裝。

（4）在基礎(chǔ)承臺(tái)達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)后，開(kāi)始吊裝Y 型柱，頂部抗震支座安裝。

（5）依次吊裝三個(gè)分段箱梁，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼焊。

3.2 吊車的選擇

根據(jù)本工程鋼結(jié)構(gòu)橋梁階段劃分、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、吊車作業(yè)半徑等因素，選用1 臺(tái)起重性能不低于220t 汽車起重機(jī)進(jìn)行主線橋鋼箱梁吊裝，選用1 臺(tái)70t 汽車起重機(jī)吊裝支墩橋柱，1 臺(tái)25t 汽車起重機(jī)用于臨時(shí)支墩架設(shè)，經(jīng)驗(yàn)算，其起重能力、作業(yè)半徑滿足該項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的安裝需求。

3.3 鋼箱梁吊裝

起吊前，應(yīng)當(dāng)先組織試吊，經(jīng)過(guò)檢查一切正常后方能正式起吊。鋼箱梁起吊應(yīng)保持均勻緩慢，同時(shí)將固定好穩(wěn)繩以確保起吊過(guò)程中不會(huì)擺動(dòng)[4]。下落鋼箱梁到結(jié)構(gòu)安裝位置上時(shí)，應(yīng)更加緩慢防止損壞承力面，此時(shí)在懸吊狀態(tài)下調(diào)整鋼箱梁支座的中心線與結(jié)構(gòu)上預(yù)埋件的中心線。

鋼箱梁就位時(shí)，按從低端到高端順序就位，鋼箱梁經(jīng)對(duì)位、臨時(shí)固定、垂直度偏差校正無(wú)誤后，立即用對(duì)角施焊的方式進(jìn)行固定[5]。

考慮到商業(yè)中心二層預(yù)留接口處較為狹窄，且接口周圍裝飾板已經(jīng)安裝就位，為確保預(yù)留位置的順利接入和保護(hù)商業(yè)中心的裝飾，本工程決定按照分段一、分段二、分段三的順序依次吊裝，分段一就位后由商業(yè)中心和胎架一臨時(shí)支撐，并焊接H 型鋼作為臨時(shí)支持鋼柱保證其穩(wěn)定性，同理進(jìn)行分段二和分段三的吊裝作業(yè)。

3.4 落梁措施

3.4.1 預(yù)拱度設(shè)計(jì)

當(dāng)結(jié)構(gòu)重力和靜活載產(chǎn)生撓度超過(guò)L/1600 時(shí)，須設(shè)置預(yù)拱度，其值等于結(jié)構(gòu)重力和1/2 靜活載所產(chǎn)生的豎向撓度和[6]。本工程延伸段施工，跨度為37.4m，L/1600=2.34cm，而最大撓度發(fā)生點(diǎn)為排水點(diǎn)，大小為0.87cm，故不需設(shè)置預(yù)拱度。

3.4.2落梁程序

（1）調(diào)整各分段鋼箱梁的標(biāo)高，焊接鋼箱梁之間縱、橫向焊縫。

（2）對(duì)所有的焊縫進(jìn)行探傷檢測(cè)，直至合格。

（3）在箱梁底板四角布置千斤頂將箱梁略微頂起。

（4）安排兩人從兩側(cè)按照從跨中到支座的順序，同時(shí)切割臨時(shí)支墩上的墊梁鋼柱。

（5）緩慢同步卸載臨時(shí)支墩與鋼箱梁間的千斤頂，觀察沉降值是否符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

以華涇路龍吳路人行天橋西延伸段項(xiàng)目施工為背景，研究了在保證既有天橋正常通行以及接入商業(yè)中心保證地下室頂板安全的情況下，從橋梁分段、梁段運(yùn)輸?shù)确矫娉浞挚紤]，將37.4m 的天橋延伸段分成三段，采用臨時(shí)胎架支撐的操作技術(shù)，進(jìn)行既有天橋的延伸段改造施工，既保證了施工進(jìn)度，又確保了工程安全，以最經(jīng)濟(jì)的辦法和最短的施工時(shí)間，優(yōu)質(zhì)、高效、安全地完成了本工程。最后，希望本研究成果為同類工程提供一定的參考。