探討鬧市區鋼結構過街天橋建設施工管理

金 熙

(上海陸家嘴金融貿易區開發股份有限公司，上海 200126)

1 背景工程概況

1.1 周邊環境

該工程地處于陸家嘴核心區緊鄰黃浦江沿岸觀光道路濱江大道，項目毗鄰國家會議中心及外灘觀光旅游隧道。天橋跨過濱江大道、黃浦江沿岸騎行道/跑步道，連接浦東美術館和后期江岸同步改造景觀平臺。位置如圖1所示。

1.2 鋼天橋概況

鋼天橋總跨度73.05 m，寬度為6.55 m，兩跨共計3處支墩6個鋼支座，其結構分為2個坡段，變坡點位于近濱江大道位置，其最大跨度約為60 m。整座連橋從黃浦江畔起，橫跨濱江大道，兩端分別連接江岸景觀平臺及浦東美術館二層主體結構。

橋體結構采用U型鋼箱梁截面，中間支座采用鋼筋混凝土立柱支撐，其中兩側箱梁尺寸為1.675 m高、1.0 m寬，橋面寬度為4.55 m、高度為0.5 m。橋體跨度大，截面高度小，故設計于兩側鋼箱梁內設置4個TMD用于調節未來人行舒適度。詳細結構如圖2所示。

橋體鋼結構采用Q345C級耐候鋼，局部端部區域采用Q420C級耐候鋼，天橋總噸位約為300 t。天橋端部滿灌鐵砂混凝土。

該天橋作為人行天橋，其外飾面為蜂窩石材板，橋底為蜂窩不銹鋼板，橋面為50厚景觀石材飾面。外飾面完成后其最大凈高為5.65 m。

2 天橋建設階段風險要點分析

總結本跨街天橋建設施工階段管理的實踐經驗，該工程的特難點主要體現在以下幾個方面：

1)地處繁華鬧市區，且天橋跨越主要旅游觀光道路，施工階段不能影響旅游干道。

2)地處鬧市區，運輸車輛進出陸家嘴核心區限制多，較大型鋼構件無運輸條件直至現場。

3)地處鬧市區，嚴格控制施工對周邊環境造成的影響，跨街天橋部分施工必須安排在夜間至凌晨。

3 施工籌劃

3.1 施工方法的選擇

基于以往的鋼結構橋梁施工經驗，目前的施工方法大致可以分為3類：

1)頂推施工。

主要適用于中等跨徑的等截面梁、連續梁，簡支梁，拱橋(橋面縱梁)、斜拉橋(主梁)；頂推法適用于連續多跨橋體，且需在橋體一端架設導梁。美術館連橋一側位于主體結構二層、一側位于黃埔江岸，并不具備該施工條件，且無法提供頂推作業所需的場地。另外使用頂推法施工不經濟，造價高。

2)整體提升法。

整體提升橋體需原位拼裝，即在橋體投影面下進行原位拼裝，然后在橋體兩端使用大型起重設備，整體提升；經分析由于美術館天橋跨越主要旅游觀光道路，不能滿足原位拼裝的施工條件，且無法在兩側布置大型起重設備。

3)胎架散拼。

架設支撐胎架，橋體分成若干散件，在高空進行拼裝焊接，最終卸載從而完成結構安裝。該方法可通過設置臨時胎架解決保證主要旅游觀光道路不受施工影響的條件，亦可解決大型鋼構件散裝散拼的實際問題。

3.2 橋體鋼結構分段的選擇

本次橋體鋼結構分段主要綜合考慮三方面因素：

1)項目地處鬧市區，大型運輸車輛進出困難導致鋼結構大小嚴重受限；

2)天橋跨越主要旅游觀光道路——濱江大道、跑步道、騎行道，施工階段必須保證道路的暢通安全；

3)鋼天橋施工期間不得占用旅游觀光主干道作為吊裝及施工場地。

綜合以上三方面，最終考慮將73 m鋼天橋劃分為6個大吊裝段，每個吊裝段分為4個加工段，現場吊裝至臨時胎架上進行焊接作業，如表1，圖3所示。該方案解決運輸困難的問題，并通過合理設置臨時胎架位置解決保證旅游主干道正常通行的問題，另外經分解后的鋼結構構件亦可通過天橋兩側場地布置大型汽車吊進行吊裝作業。各小分段信息匯總見表2。

表1 橋體分段信息匯總

表2 各小分段信息匯總

3.3 胎架的選擇與安裝

天橋胎架考慮選用φ609×16鋼管作為臨時立柱，上方輔以雙拼700×300 H型鋼作為橫梁，由于場外臨時胎架下方管線不明，故采用配筋混凝土地面輔以路基箱作為胎架基礎。

其中跨濱江大道處臨時胎架設置于濱江大道與跑步道/騎行道間的綠化帶，避開主干道保證正常使用功能；其余臨時胎架均設置于施工場地內。

4 過程技術要點控制

4.1 鋼結構工藝工法控制要點

橋上作業工藝流程：鋼箱梁吊裝就位→橋面板吊裝就位→連接定位→測量監控微調→檢查焊縫坡口情況→焊接作業→檢查→嵌補件焊接→外觀檢查、無損檢測→涂裝工序→檢查驗收。

1)嚴格按照施工方案進行安裝測量監控，特別是軸線、高程、坐標位置的控制，采用全站儀和經緯儀，進行測量控制就位。

2)橋上焊接施工的環境溫度宜在5 ℃以上，相對濕度不大于80%，風力不大于5級。若在露天或雨天施焊時，應采取有效的防風，防雨，防潮措施，搭置制作工作棚。焊縫的外觀質量和內部質量必須滿足設計文件及相關技術規范要求。

3)現場涂裝作業過程中的材料運輸，保管及復驗，工序驗收，施工過程控制嚴格按照設計文件及相關技術規范執行。

4.2 起拱值控制

由于天橋整體完成卸載后鋼結構天橋會有一個設計允許的變形值，故在橋體安裝階段就需事先確定好橋體各部位的預起拱值。

圖4為通過計算得出的在1.0恒載+1.0活載作用下鋼天橋跨中豎向變形值。

考慮按1/500L預起拱120 mm，可滿足橋梁在1.0D+1.0L工況下撓度變形1/600L=100 mm要求。

本天橋通過在雙拼H型鋼橫梁上設置小H型鋼牛腿用以控制各橋體分段處起拱值標高，方案制定前期，經參建各方詳細討論，明確跨中最大起拱值為140 mm，如圖5所示。

受限于場地內管線不明的原因，在采用鋼筋混凝土地坪+路基箱的情況下，現場鋼結構吊裝焊接過程中需不定期對各分段點標高進行實測，以免發生因路基下沉造成起拱值不能達到設計要求的現象，一旦發生沉降可通過千斤頂及時進行標高修正。

天橋卸載后，經連續一周，每天兩次的標高實測觀察，天橋沉降趨于穩定。

4.3 卸載條件的控制

該鋼天橋共計兩跨3處支座，其中西側端部短跨跨度為12.6 m。不同于一般僅有一跨的天橋，美術館天橋其端部支座承受拉力約200 t，基礎下設抗拔樁，且此端部在完成橋體焊接作業后須滿灌容重達40 kN/m3的鐵砂混凝土。

在天橋焊接作業全部完成且檢測合格后，卸載前需充分考慮設計工況帶來的施工因素影響，從而做到萬無一失。

首先，由于天橋卸載引起的變形會對臨時胎架形成一定的水平推力，故卸載前需做好各臨時胎架間的加固工作，將其加固聯系成一個整體以防局部失穩的情況發生，見圖6。

其次，由于天橋西側端部受拉拔力約200 t，故一定要遵守設計事先擬定的工況，必須在卸載前完成端部鐵砂混凝土的澆筑以使其端部自重達到設計值，另外尚需完成端部抗拔鋼支座與天橋箱梁及基礎埋件的焊接工作使其受力連續，以防卸載過程中出現端部明顯上臺的現象。

最后，在天橋卸載時，需遵循好各支座點卸載位移同步的原則，逐步卸載直至達到設計值并趨于穩定。

4.4 天橋外飾面防墜控制

建筑師在通盤考慮美術館本體與鋼天橋作為一體的設計后，堅持在該天橋設置與美術館本體相匹配的外飾面設計，即蜂窩石材外飾面。由于天橋下方均為旅游觀光主干道，故一旦后期外飾面發生脫落將造成不可挽回的損失。防墜落措施如圖7所示。

在參建各方充分的討論及探討下，側面仍采用石材飾面但增加一定程度的防墜落措施，橋底則將石材飾面改為蜂窩不銹鋼板，以確保后期使用安全。

5 結語

隨著城市道路交通系統的大規模建設及道路配套設施的逐步完善，鬧市區跨街天橋的建設必定越來越多，隨之而來就是越來越復雜的建設周邊環境、嚴苛的進度、安全及質量要求，以及設計師對天橋整體美觀考慮而帶來的外飾面效果。通過參建單位的嚴格管理及精心策劃，該工程在上述幾個關鍵點進行了有效的控制，目前已完成鋼天橋卸載施工正進行外飾面幕墻施工階段。希望此工程的經驗可以為后續鬧市區的跨街天橋施工帶來一點借鑒。