人行天橋中鋼箱梁施工探討

田 瑛

(太原市政建設集團有限公司，山西 太原 030002)

1 社會背景

隨著社會經濟的發展，現代人的生活節奏已呈快速化趨勢，對道路交通行走環境的純凈化、快速化要求日益增高。為了更好地實現交通快速化、有效地減少交通事故的發生率，人行天橋和地下通道已經成為保證城市交通順暢和確保行人出行安全的最佳解決方案，人行天橋尤其以施工速度快、對交通干擾少、造價相對較低而得到更為廣泛的應用。

從我市天橋發展狀況來看，老舊天橋以鋼板橋結構居多，存在維護費用高、行走噪聲大、行走穩定感低等問題，因而近年來的人行天橋逐步采用了混凝土和鋼結構組合的形式，具體為橋梁在跨越道路主干道的部分采用鋼箱梁上部結構，其余部分采用混凝土樁基、下部結構及預應力混凝土箱梁的上部結構。其優勢是既能發揮鋼結構橋梁自重輕、施工便捷、快速的優勢，又降低了橋梁整體的施工及維護費用，加強了行走穩定感。

2 工程實例

就我公司承建的工程來說，雙塔西街上跨濱河東路人行天橋和蒙山大街上跨濱河西路立交工程是最為典型的以鋼筋混凝土結構為主、部分采用鋼箱梁結構的人行天橋。具體為：

雙塔西街上跨濱河東路人行天橋全長238 m，橋面共包括三聯結構，第一聯和第三聯均為混凝土預應力箱梁結構，梁高1.5 m、跨徑4×20 m、長度80 m；第二聯采用鋼箱梁結構，梁高1.5 m、跨徑24 m+30 m+24 m、長度78 m。蒙山大街上跨濱河西路立交工程分為兩個匝道施工，東接濱河西路，西接蒙山大街。1號匝道橋全長365 m，共分6聯布置，除第4聯為26 m+33 m+26 m鋼箱梁外，其余均為等截面連續鋼筋混凝土箱梁；2號匝道橋全長473.5 m，共分8聯布置，除第4聯26+32+26為鋼箱梁外，其余均為等截面連續鋼筋混凝土箱梁。兩座橋梁的墩臺及基層均為鋼筋混凝土結構，混凝土箱梁采用搭設支架現澆工藝，鋼箱梁采用工廠預制、現場拼接的方法施工。

3 施工技術要點

3.1 鋼箱梁制作與拼裝

鋼箱梁施工采用工廠內分段預制構件、在施工現場吊裝拼接工藝，具體為板單元制造、梁段制造、吊裝上橋、橋上組裝焊接四個階段。因鋼箱梁作為人行天橋跨越主干道的上部結構主體，需要嚴格控制其施工過程，以保障人行天橋組裝后整體結構的穩定性。

鋼箱梁大致由面板、底板、各類腹板、隔艙板、各種型號肋及肋板等零部件組成，其結構加工制作應最大限度的使用機械操作并利用工裝夾具，避免零散部件參與梁段組裝，以減少手工操作的隨機性和不穩定性，實現生產規范化、產品標準化、質量穩定化，提高構件的準確率及生產效率。

為確保精度和安全，組成箱梁的零部件加工完成后，用加固設施按縱、橫基線固定就位，按底板→橫、縱隔板→頂板→挑臂塊體→組焊臨時吊耳、臨時連接件、附屬結構等順序組裝，逐段匹配組焊為單元梁段。應先焊接、涂裝構件的隱蔽部位，經檢查合格后方可封閉。板材、型材的拼接應在組裝前進行，構件的組裝應在部件組裝、焊接、矯正后進行。構件組裝好后應進行預拼裝，預拼裝時應重點控制橋梁的整體線形、鋼箱梁幾何形狀、尺寸精度和相鄰接口的匹配精確度等，檢查拼裝處是否存在相互抵觸的板單元、影響安裝的焊縫等，發現問題及時處理，以確保現場安裝的順利進行。梁段預拼裝檢查合格后，及時標注中心線、控制基準點、標記梁段號，并留下最后一個梁段參與下一輪預拼裝，以保證箱梁施工的整體性。

組裝及預拼裝工作需在預先安裝調試好的拼裝胎架上進行，胎架應具備足夠的剛度、平整度及承載力，確保使用過程中不發生變形、沉降。梁段組裝采用正裝法，以胎架為外胎、以橫隔板為內胎控制梁段外形結構尺寸，鋼箱梁的縱向線形通過調整胎架牙板高差來實現。胎架外設置獨立的基線、基點，以便隨時檢校胎架精度。每輪次梁段下胎后，應重新對胎架進行檢測，做好檢測記錄，確認合格后方可進行下一輪次的組拼。

箱梁在總拼胎架上匹配成型、解體下胎后分別運至存放地點，施工時由運輸車運至拼裝平臺。

3.2 鋼箱梁吊裝

鋼箱梁吊裝是人行天橋施工的重中之重，施工時一定要切實增強安全意識，對施工人員和工程監理人員強化安全教育，確保各種檢查與測試落到實處。遇有六級及以上大風或雨、雪天氣禁止從事高處作業。

在鋼箱梁吊裝之前，要做充分的準備工作，包括對所需的吊具、吊車等進行性能及安全檢查、對吊索的強度進行檢查與測試。通常情況下，要求安全系數辦達到6～8。鋼箱梁吊離地面10 cm時，需停吊檢查吊機和鋼絲繩的綁扎情況，對吊車四腳沉降狀況、箱梁平衡和變形情況進行監測，無異常后方可繼續吊裝作業。

各分段在廠內制作完成并檢驗后，運輸至現場吊裝。運輸吊裝時鋼箱梁節段內設置臨時內支撐，防止運輸及吊裝過程導致變形。吊裝時，先吊裝橋墩分段，再吊裝橋跨之間的縱梁。臨時吊耳設在面板上，與腹板和橫隔板結構相交對應位置，若吊耳不在主隔板上方，焊接吊耳處需要進行加固。應使各吊點吊索拉力的合力作用點置于梁板的重心以上，使各吊索的匯交點(起重機的吊鉤位置)與梁板重心的連線和梁板的支座面垂直。

當鋼箱梁底部超過安裝標高后停止吊鉤上升，稍稍停頓待箱梁穩定后再緩慢回轉至安裝位置,再次停頓片刻待箱梁穩定后緩緩下降。起吊后箱梁在高空的平衡由四根纜風繩控制，控制纜風繩的人行動要協調統一、有專人指揮，箱梁下降時必須穩住箱梁并對準安裝控制線，力求做到一次性準確落位，盡量避免鋼箱梁的重復起落。待每跨箱梁全部分段安裝定位后，測量合格再進行焊接作業。

3.3 鋼結構現場拼焊

根據結構形式、焊接方法和焊接順序等因素確定鋼結構的組裝順序、安裝程序，施工措施必須保證鋼結構不會產生永久性變形及成型后的整體穩定性。安裝前應將連接接觸面、焊縫邊緣30 mm～50 mm范圍內的氧化皮、鐵銹、油污等污染物清除干凈，檢查零部件狀況是否符合規范要求的施工條件，根據預拼裝標注的中心線和控制基準點記錄進行控制。定位焊所用焊接材料應與母材相匹配，并由有合格上崗證書的焊工施焊。

焊接前復查焊件接頭及焊區的處理情況，不符合要求處需整修合格后方可施焊。焊接應從中間逐漸向外、左右對稱進行，以保證構件能自由收縮，因而最好采用雙數焊工同時對稱施工。焊條使用前須經250 ℃左右烘焙2 h后存放在恒溫箱中備用。對焊縫比較集中、剛性較強處應仔細琢磨節點的焊接順序，編號后順序施焊，最大限度的降低焊接應力。施焊時焊條、焊劑應放在焊條保溫筒中防止受潮。保持焊接環境有較低的相對濕度，通常情況下不宜高于80%，必要時可搭防護棚以確保焊接質量。

多層焊需連續施工，起落點位置應相互錯開，角焊縫轉角處要連續施焊。每層焊道焊完應及時清理檢查，清除缺陷后再焊下一層焊縫。焊工不得擅自處理焊縫處出現的裂紋，應查明原因確定修補工藝后方可進行處理。同一位置焊縫返修不得超過二次，超過二次按返工工藝進行。組裝后的構件自由邊全部用砂輪打磨倒棱后方可進入涂裝；采用模夾具組裝拆除時不得損傷母材，對殘面的焊疤應修磨平整。焊接應按JTG/T F50—2011公路橋涵施工技術規范鋼橋中焊縫檢驗規定進行檢驗。

3.4 后續施工

待箱梁連接及施工縫安裝檢驗合格后，將鋼箱梁整體落架。落梁是用豎向千斤頂將箱梁舉起，取出墊塊，最后松千斤頂將全梁平穩地落在設計支座上。落梁應做充分準備工作，使頂起、落梁的時間越短越好。

復核全部的橋面線形控制點、確實滿足圖紙要求后開始卸載工作。卸載時使用的千斤頂位置應縱橫對稱，使鋼箱梁梁體和橋墩蓋梁受力均處于有利部位。所選千斤頂的頂力和工作行程應至少大于使用狀態的1/3，頂起時橋墩的墊石與箱梁底必須有保險裝置。為使落梁后梁的受力狀態符合自重彎矩和反力，卸載時應以控制支座反力為主，適當考慮梁底標高。

卸載時要統一指揮各卸載區域的操作者，使每一個墩上千斤頂起落步調一致、同步均勻、縱向橋墩頂起高度分配合理。卸載過程中要對橋面支撐體系點進行嚴格的沉降觀測，及時匯報各監測點的數據；觀測箱梁頂板上設置的監測點，確保成橋線形準確。

因鋼箱梁與混凝土箱梁的自重及震動頻率不同，為減小使用中由此引起的對橋面鋪裝層的影響，按設計要求在鋼箱梁與混凝土箱梁相接部位支點附近的鋼箱室內灌注的C40微膨脹混凝土。

4 結語

雙塔西街上跨濱河東路人行天橋是2016年的工程，該工程因施工質量優異，在驗收時受到業主及質監單位的一致好評。蒙山大街上跨濱河西路立交工程從2017年開工，至今仍在建設當中，有了雙塔西街上跨濱河東路人行天橋的施工經驗，本工程的施工進展更加順利，施工質量也將更優于雙塔西街上跨濱河東路人行天橋。

總之，市政道路人行天橋在快車道部位采用鋼箱梁、其余部分采用混凝土箱梁和混凝土下部結構是一個新的施工趨勢，它既利用了鋼箱梁工程工廠化預制程度高、施工精度高、施工快捷迅速、對交通干擾小的優勢，又結合了混凝土結構穩定、造價低、維護費用少、造型多變等優勢，很有發展前景。但是鋼箱梁畢竟屬于柔性結構，運輸和焊接作業不恰當的話，很容易造成結構變形，嚴重的話可能導致拼裝失敗，施工時需采取恰當的措施預防這些問題的出現，確保施工質量。另外，鋼箱梁在施工過程中，要充分考慮施工的環境，把握好其施工技術要點，特別是鋼箱梁的吊裝和焊接作業，更是安全施工的重點緊抓工序，施工中要尤其重視。

一個好的工程需要在優秀的設計基礎上，用周全的施工安排、精準的作業過程、出眾的施工技能和樸實的敬業精神來實現，筆者僅僅是簡要敘述了施工各階段的要點，希望能給此類工程今后的施工提供一些借鑒。