復雜市域環境鋼結構人行天橋拆復建施工技術分析

謝宗昊，錢葉琳，蘇穎 （安徽省路港工程有限責任公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

施工中當高架橋建設與已有建筑物存在位置沖突時，則必須考量高架橋路線遷改與已有建筑拆改兩者的經濟性。為了解決復雜市域環境下人行天橋中墩樁位與新建匝道橋墩沖突問題，根據施工現場的實際需求優化了現有施工工藝，研發了復雜市域環境鋼結構人行天橋拆復建施工技術，包括人行天橋中墩承臺及中墩拆除，新建匝道橋樁基、承臺及橋墩，并通過在匝道橋橋墩上設牛腿支撐，實現一墩兩用，再復建人行天橋。形成了一套復雜市域環境鋼結構人行天橋拆復建施工技術，為后續市政橋梁工程施工項目順利開展提供了關鍵技術支持和指導意義。

2 工程概況

該技術主要是依托文忠路（郎溪路-少荃街）及管廊工程一標段，本項目南起包公大道，北至育秀路，地面道路起終點樁號（K0+397-K4+303．322），鐵路代建范圍（K2+006．317-K3+181．072），施工道路總長2．732km；主線高架橋總長2．292km；包公大道互通匝道總長度4．193km，包公大道改擴建總長度1．18km，新海大道改擴建總長度0．67km；共擁有三處天橋，一處改建，兩處新增。

現狀郎溪路人行天橋位于郎溪路與北二環交口北側，結構為31．0m+28．5m鋼箱梁橋，兩側設梯道和坡道，下部結構采用混凝土薄壁墩接樁基礎，橋梁結構狀況良好。

由于該天橋中墩樁位與郎溪路匝道橋墩位沖突，擬對該天橋上部結構進行改造。具體改造方案為將中支點24．5m范圍內的鋼箱梁切除，拆除中墩承臺及中墩，新建匝道橋樁基、承臺及橋墩，并在匝道橋橋墩上設牛腿支撐。匝道橋橋墩從改造后的鋼箱梁預留孔穿出，改造的鋼箱梁支撐在匝道橋牛腿上。兩側梯道、坡道均保留。

3 工藝特點

本工藝對原天橋箱梁進行先拆后改再安裝，將原鋼箱梁部分切除，拆除中墩承臺及中墩，并對箱梁進行切割改造，用于貫穿匝道橋橋墩，實現原有天橋二次利用。

本工藝新建匝道橋樁基、承臺及橋墩，并在匝道橋橋墩上設牛腿支撐，匝道橋橋墩從改造后的鋼箱梁預留孔穿出，改造的鋼箱梁支撐在匝道橋牛腿上，實現一墩兩用。

本工藝根據原天橋圖紙，結合改建天橋安裝節段分布，布置四組臨時支架，臨時支架可配備獨立裝配式混凝土基礎，且臨時支架采用的螺旋鋼管支撐間設置快拆式加強連接件，加快現場臨時結構的安裝速度，縮短施工占道時間。

4 適用范圍

適用于所有鋼結構人行天橋拆復建施工，尤其適用于復雜市域環境下高架橋新建匝道與現狀人行天橋位置沖突的改建施工，如圖1所示。

圖1 現場施工前航拍圖

5 工藝原理

復雜市域環境鋼結構人行天橋拆復建施工工藝，先將人行天橋中墩支點一定范圍內的鋼箱梁切除，并拆除中墩承臺及中墩，繼而新建匝道橋樁基、承臺及橋墩，并在匝道橋橋墩上設牛腿支撐；匝道橋橋墩從改造后的鋼箱梁預留孔穿出，改造的鋼箱梁支撐在匝道橋牛腿上，兩側梯道、坡道均保留。人行天橋施工圖如圖2所示。

圖2 人行天橋施工圖

6 施工工藝流程及操作要點

6.1 工藝流程

施工準備→搭設臨時支架→拆除人行天橋中墩處橋面結構→解除人行天橋中墩固結→切割人行天橋鋼結構梁體→破除人行天橋中墩→新建匝道橋橋墩施工→人行天橋鋼結構梁體吊裝→恢復人行天橋橋面結構。

施工準備，應在施工前對實地進行勘察，深入了解人行天橋的基本情況，組織相關技術人員熟悉和研究相關的圖紙和規范等資料，掌握橋梁的結構及受力特點。在施工過程中要合理配備施工機械，選擇能夠與施工現場相適應施工設備，并做好設備的維護與保養，確保工程

項目的施工能力和質量要求。

搭設臨時支架，根據原天橋圖紙，結合改建天橋安裝節段分布，共布置四組支架，在兩側拆除點位置位于梁底正下方分布設置兩組支架，在中墩西側梁體兩側分別設置兩組支架，便于后期改建鋼箱梁安裝。

拆除人行天橋中墩的橋面部分時，先去除欄桿、橋面鋪裝層，再解除與橋面之間的聯系，并采用沿著順橋體方向由護欄側向內逐步對稱破除施工的方法，以提高施工人員操作的安全。另外利用履帶式液壓錘破除路面的混凝土鋪裝層，并對連接的鋼筋進行切割，使之與梁體脫離固結聯系；灑水車灑水，嚴防揚塵；隨后進行鋼材切割、垃圾清掃，最后移入專門場所存放。

解除人行天橋中墩固結時，先去除梁體及支撐銜接部分的混凝土至漏出鋼筋部分，再安裝切斷設備，切斷鋼筋與支柱，然后再去除墩梁固結剩余在梁上的殘留部分，完成人行天橋中墩固結解除。

切割人行天橋鋼結構梁體時，天橋鋼箱梁在橋面鋪裝拆除后采用人工切割，先切割主梁兩側翼板及腹板位置，最后吊裝中間段主梁。鋼箱梁拆除卸至地面后，在地面進行分段切割，采用小節段運輸至場外。

破除人行天橋中墩時，人行天橋中墩體積較小，故直接采用機械破碎機進行破除，現場配備除塵設備，拆除結束后將破碎出的混凝土碎塊清運干凈。

新建匝道橋橋墩施工時，新建匝道橋橋墩施工前，開挖原天橋中墩地基，根據施工方案，重新澆筑橋墩樁基承臺體系。對該橋梁實施定位前應全面清潔承臺表面，保證面上沒有灰塵和油污，同時對承臺表面做好鑿毛處理；澆筑前按照橋墩的標高和幾何規格將腳手架搭建在承臺上，并嚴格復核墩身兩側牛腿處模板位置和高度，采用可調桁架作為墩身模板外箍，內部上拉采用對拉桿進行加固。

人行天橋鋼結構梁體吊裝如圖3 所示，原人行天橋鋼結構梁體在重新組拼進場前，需進行結構改造，根據新建匝道橋橋墩尺寸進行中間梁體切割，并根據行人空間對另一側進行外弧型擴建。人行天橋鋼結構橋體一般使用吊車吊裝，吊裝時，先在該橋梁牛腿永久支點和臨時結構上設有測量控制點和線，另外還應該在人行天橋鋼構件梁體上適當的放置一些測量控制點和線。在人行天橋鋼結構梁體吊裝時，中線和縱向距離的控制都應該采用在工作開始前設置的控制點和線與鋼箱梁上設置的控制點和線相對的方法進行控制，并且經常對測量控制點進行測量。鋼箱梁的高程是通過支墩上放置的兩臺千斤頂進行調整的，在中線、縱向距離和梁的水平高度調整好之后，方可完成箱體兩頭連接部位施焊。下落支架的各點頂升力與下降的距離依據現場情況及時進行調節。

圖3 吊裝梁體施工圖

恢復人行天橋橋面結構，新人行天橋鋼結構梁體安裝完成后，進行橋面護欄安裝及路面鋪裝作業。

6.2 操作要點

臨時支架結構由豎向螺旋管、橫梁（分配梁）、快拆式加強連接件及混凝土基礎組成，橫梁（分配梁）采用雙拼2HN400×200×8×13 型鋼制作；臨時支架為在縱向節段劃分處設一組雙排螺旋鋼管支撐，每組臨時支架縱橋向鋼管間距3000mm，橫橋向間距4000mm，中間布設快拆式加強連接件連接成整體。

在施焊前，對所有焊接件的兩頭、兩邊和焊接位置的坡口切面、焊接位置的鋼材表層以及在規定區域內的氧化皮、銹、水、漆等阻礙焊接的污濁物均應打磨并沖洗，要求外表露出金屬材料材質；焊接位置的處理范圍為焊接位置以及在它兩邊30～50mm范圍內。

合理配備施工機械，選擇能夠適應施工要求的設備，并做好設備的維護與保養，確保工程項目的施工能力和質量要求。

混凝土采用自動計量，集中拌和，由輸送車運輸分層施工；混凝土結構施工完畢后，用塑料薄膜密實包覆；墩體在拆

模后盡快完成打磨修邊，拆模后覆膜灑水養護。

7 質量控制

梁體截斷后，對本聯梁體撓度變形狀況進行一次全面檢測，如果撓度變形較大時，應當及時組織工作人員離開正在拆卸的橋梁并檢測支架狀況，將測量成果報告有關人員，確認安全后方可繼續拆卸。

拆除期間安排專業技術人員對支架穩定進行檢測，如發現支架內存在特殊現象或支架的基礎沉降過大或存在較大開裂，需迅速告訴工作人員撤離到安全的地方并通知相關技術人員，對架體及支架基礎進行處理后才可以繼續開展破除作業。

拆除期間應當全程觀測橋體橫向偏位狀況和橋體傾斜狀況，當偏位和傾斜較大或持續增長時，應當及時通知工作人員疏散至安全地方，對偏位或傾斜狀況作出處理并確定安全后，方可繼續拆除作業。

混凝土在使用前必須保證以下資料具有可追溯性，即配合比實驗記錄、水泥的出廠合格證報告、碎石實驗報告、輕集料實驗報告、外加劑和摻合料實驗報告、混凝土抗壓強度報告、抗滲試驗報告、抗凍試驗報告、混凝土坍落度測試記錄等。施工現場必須制作試塊，按要求進行混凝土抗壓強度、抗滲、抗凍試驗。

所有鋼材都應該符合設計文件的要求；所有鋼材除了供貨方必須提供出廠證明書外，鋼材進廠后，對同一廠家、同一材質、同一板厚、同一出廠狀態的鋼材，按每10個爐（批）號抽驗一組試樣。

8 安全措施

吊裝作業區設置吊運通道，并與周圍的設施、構筑物保持必要的安全間距。吊掛的部位應當設立安全警告標識，吊物下方禁止站人。

在吊裝前應預先做一次低高度的試吊，將吊裝的繩子使用軟料墊好，以確保構件和連結繩索沒有損壞。構件起吊的時候必須捆扎嚴密，鎖扣也要在吊鉤內鎖緊，不得用板鉤鉤吊結構。

施工現場的臨時用電，嚴格按照施工現場臨時用電的安全技術標準實施。電纜線路實行“三相五線”的連接方法。工地現場架設的用電線路，不能采用裸電線。臨時敷設的用電線路，不能設置在鋼模板和腳手架結構上，并安設絕緣隔離支承物。

9 結語

復雜市域環境鋼結構人行天橋拆復建施工技術對原天橋箱梁進行先拆后改再安裝，將原鋼箱梁部分切除，拆除中墩承臺及中墩，并對箱梁進行切割改造，用于貫穿建匝道橋橋墩，實現原有天橋二次利用，大幅降低施工成本。同時，新建匝道橋樁基、承臺及橋墩，并在匝道橋橋墩上設牛腿支撐，匝道橋橋墩從改造后的鋼箱梁預留孔穿出，改造的鋼箱梁支撐在匝道橋牛腿上，實現一墩兩用，進一步減少施工成本。本工法采用的臨時支架現場臨時結構安裝速度快，可以縮短施工占道時間。與傳統人行天橋拆復建施工工藝相比，綜合節約造價15%以上，縮短工期10%左右。解決了復雜市域環境下人行天橋中墩樁位與新建匝道橋墩位沖突問題，打破了傳統人行天橋拆復建過程中存在的大拆大建、資源浪費等問題，更深遠的意義在于保證質量的同時可以優化工藝，促進橋梁改擴建技術的發展，減小項目投資，新的技術催生新的工藝，新的工藝使工程進一步的優化，最終保證質量、安全、成本控制的和諧共生。