阮恭明，張順清

（重慶通坤建設(shè)工程有限公司，重慶401120）

重慶鵝嶺二廠文創(chuàng)公園項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)天橋技術(shù)解析

阮恭明，張順清

（重慶通坤建設(shè)工程有限公司，重慶401120）

針對(duì)重慶鵝嶺二廠文創(chuàng)公園改造項(xiàng)目中鋼結(jié)構(gòu)天橋設(shè)計(jì)造型獨(dú)特、新穎，改造建設(shè)具有限制條件多、施工難度大、施工工藝和施工質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，該文通過對(duì)該項(xiàng)目施工過程的技術(shù)解析，為類似工程建設(shè)項(xiàng)目施工提供借鑒。

鋼結(jié)構(gòu)；焊接；建模；放樣

重慶鵝嶺二廠文創(chuàng)公園改造中，設(shè)計(jì)師為了體現(xiàn)文創(chuàng)公園和普通舊改的區(qū)別，不能只是簡(jiǎn)單地翻新裝修，而是要重點(diǎn)突出文創(chuàng)公園的文化創(chuàng)造的特色，在原有老建筑物1#樓和4#樓之間，設(shè)計(jì)新建了三座造型獨(dú)特新穎的人行天橋[2]。

1 1#天橋

1#天橋位于1#樓與4#樓之間，是4#樓2層通往1#樓2層中部的空中連廊及休息觀光平臺(tái)，采用鋼結(jié)構(gòu)，主梁為工字鋼截面，如圖1。

圖1 1#人行天橋

1.1 天橋基礎(chǔ)

“工字鋼”天橋基礎(chǔ)采用了鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)和鋼筋混凝土加固原獨(dú)立基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式。1#天橋靠4#樓端由于地勢(shì)較開闊，鋼柱分部密集，其基礎(chǔ)如圖2所示，采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，在開挖過程中發(fā)現(xiàn)緊挨4#樓側(cè)有一條暗溝，筏板基礎(chǔ)部分懸挑，經(jīng)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算滿足相關(guān)規(guī)范要求。

圖2 1#人行筏板基礎(chǔ)

1#樓側(cè)鋼柱恰好位于架空層梁板上，但其無法承載新增1#天橋荷載。初步設(shè)計(jì)方案如圖3所示，采用在架空層下新增柱、梁結(jié)構(gòu)來獨(dú)立承載，但經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，架空層下方空間狹窄，無新建獨(dú)立承載結(jié)構(gòu)實(shí)施空間。經(jīng)方案優(yōu)化，采取新建結(jié)構(gòu)與原有框架結(jié)構(gòu)相鄰共用基礎(chǔ)。經(jīng)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，如圖4所示對(duì)原基礎(chǔ)采用了植筋、綁扎鋼筋、澆筑混凝土的方式加大原基礎(chǔ)截面，以提升基礎(chǔ)承載能力。

圖3 1#樓側(cè)鋼柱下新建框架

圖4 1#樓側(cè)獨(dú)立基礎(chǔ)加固

2 2#天橋——“船橋”

1#天橋基礎(chǔ)緊鄰原有建筑物，為防止對(duì)原基礎(chǔ)的破壞，施工過程中采用人工開挖的方式，嚴(yán)格控制開挖深度，避免開挖深度超過既有建筑物基礎(chǔ)深度對(duì)基礎(chǔ)持力層產(chǎn)生局部破壞，影響既有基礎(chǔ)地基承載力。采用人工開挖可避免施工機(jī)械震動(dòng)對(duì)原有基礎(chǔ)和地基擾動(dòng)，同時(shí)，開挖過程中在基坑四周做好擋水墻和排水溝，并搭設(shè)遮雨篷防止雨水匯集對(duì)地基的浸泡；開挖后立即澆筑混凝土墊層進(jìn)行封底，加快施工進(jìn)度，減少原基礎(chǔ)持力巖土層外露時(shí)間。

1.2 “工字鋼”鋼天橋主體結(jié)構(gòu)

“工字鋼”天橋墩柱及主梁均采用工字型鋼，次梁采用槽鋼和角鋼，花紋防滑鋼板橋面，定制柳鋼焊接欄桿[1]。如圖5所示墩柱底部設(shè)置柱角端板，采用預(yù)埋地腳螺栓連接；墩柱頂部靠4#樓側(cè)采用焊接端板用高強(qiáng)螺栓與主梁連接，靠1#樓側(cè)設(shè)置GJZ板式橡膠支座支撐主梁上；主梁內(nèi)側(cè)焊接肋板，用高強(qiáng)螺栓與次梁連接如圖6所示；次梁與次梁采用焊接連接，橋面花紋鋼板直接鋪裝在次梁上，底部與次梁焊接，花紋鋼板和主梁焊接固定；欄桿與主梁采用焊接固定。

圖5 柱角連接大樣

圖6 主梁與柱、梁連接大樣

2#天橋外形為一船形鋼結(jié)構(gòu)天橋，位于1#樓與4#樓之間，靠1#、4#樓東側(cè)，是4#樓2層?xùn)|側(cè)通往1#樓2層?xùn)|側(cè)的空中連廊及休息觀光平臺(tái)。船橋由鋼箱梁、主次梁、鋼板焊接船型骨架、船形鋼板和橋面鋼板五個(gè)部分組成。

2.1 鋼橫梁

“船橋”在設(shè)計(jì)時(shí)，采用了鋼橫梁的受力形式，即在原有鋼筋混凝土梁外側(cè)四周用鋼板焊接一箱形梁，橋主梁及所受荷載直接傳遞給鋼橫梁，通過鋼橫梁傳遞給原結(jié)構(gòu)加固“鋼包柱”再傳遞到基礎(chǔ)[2]。鋼箱梁與“鋼包柱”采用高強(qiáng)螺栓和焊接的方式連接，鋼橫梁與原鋼筋混凝土梁分開受力，互不影響。鋼橫梁先在地面上焊接好三面，形成一個(gè)“門”字型，吊裝扣至到梁上，然后焊接另一面鋼板。

2.2 主、次梁及橋面鋼板

“船橋”主梁采用2根工字鋼作為受力梁，靠4#樓側(cè)為固定端支座，采用焊接和高強(qiáng)螺栓連接的方式與鋼箱梁連接；1#樓側(cè)為柔性約束，主梁下采用GJZ板式橡膠支座放置在鋼箱梁上，保證橋在溫度、荷載和地震條件作用下有充足的可變形伸縮量，確保橋的安全和可靠性。采用工字鋼作為次梁，在主梁內(nèi)側(cè)焊接肋板，次梁采用高強(qiáng)度螺栓和肋板連接的同時(shí)與主梁焊接，因橋的次梁分割會(huì)影響到橋體主龍骨和船形鋼板的分割，在主梁施工完成后需精細(xì)測(cè)量橋主梁、箱梁、及與兩側(cè)樓構(gòu)筑物的位置關(guān)系，然后根據(jù)“船”體主龍骨分布位置結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)建模、調(diào)整確定次梁位置，最后焊接和用螺栓固定次梁。主、次梁安裝完成后，安裝橋面鋼板，與主次梁焊接固定。

2.3 “船橋”船體主龍骨

“船橋”船體主龍骨為鋼板切割鋼龍骨，現(xiàn)場(chǎng)拼接焊接而成，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸利用計(jì)算機(jī)建模、放樣，采用激光切割下料；龍骨下料后鋼板受熱加工有一定的曲翹，經(jīng)過校平后現(xiàn)場(chǎng)拼裝焊接。龍骨安裝過程中龍骨之間加臨時(shí)支撐，確保龍骨位置準(zhǔn)確性，臨時(shí)支撐安裝船型鋼板時(shí)，安裝一跨拆除一跨。

2.4 船形鋼板

“船橋”外側(cè)船形鋼板是根據(jù)主龍骨分割成多塊雙曲面鋼板拼接而成，鋼板上設(shè)計(jì)有獨(dú)特的“建筑符號(hào)”，因曲率和鋼板加工變形量的不同，雙曲面鋼板的精確展平在眾多行業(yè)內(nèi)一直是一個(gè)未解決難點(diǎn)，難以做到一次性精確無誤地展開和加工下料成型。該橋施工中如圖7所示，首先利用計(jì)算機(jī)軟件建立雙曲面鋼板模型，然后根據(jù)鋼板尺寸和龍骨分隔對(duì)雙曲面鋼板進(jìn)行分塊，利用計(jì)算機(jī)軟件把分割好的雙曲面鋼板展平，然后采用激光切割成形，鋼板切割下料時(shí)要留有余量；切割好的平面鋼板經(jīng)專業(yè)加工廠預(yù)先加工，初加工成所需的雙曲面鋼板；現(xiàn)場(chǎng)先把加工好的雙曲面鋼板在焊接好的龍骨上預(yù)先拼裝和精確加工、切割、調(diào)整，最后逐塊拼接、安裝焊接固定。

2.5 “船橋”橋面鋪裝

“船橋”連通的兩棟樓樓層標(biāo)高不同，1#樓側(cè)比4#樓側(cè)樓面高400mm，設(shè)計(jì)師獨(dú)具匠心地把橋面設(shè)計(jì)成了一個(gè)拱形橋面，在橋面鋼板上預(yù)先焊接固定鐵件，用對(duì)穿螺桿連接木龍骨，然后用木龍骨搭建一個(gè)拱形龍骨骨架，在木龍骨骨架上鋪設(shè)木板橋面。

圖7 利用計(jì)算機(jī)建模放樣

3 3#天橋

3#天橋位于2#天橋下方。該橋選用了“2#船橋”相同的受力形式。橋兩側(cè)設(shè)置鋼箱梁和牛腿承受橋梁荷載，箱梁和牛腿采用焊接和高強(qiáng)螺栓固定在原結(jié)構(gòu)加固“鋼包柱”上；主梁與鋼箱梁4#樓側(cè)采用焊接和高強(qiáng)螺栓連接形成固定端支座，1#樓側(cè)主梁下采用GJZ板式橡膠支座放置在鋼箱梁上和牛腿上形成柔性約束。設(shè)計(jì)選用H型鋼作為主、次梁，主梁焊接放置固定在主梁上，次梁與次梁選用焊接和高強(qiáng)螺栓連接。鋼板橋面和實(shí)木木板裝飾面層，鋼板橋面直接與次梁焊接固定；木板橋面的鋪裝是在橋面鋼板上預(yù)先焊接固定鐵件，用對(duì)穿螺桿連接木龍骨，然后在龍骨上鋪裝橋面木板，木板與龍骨采用自攻螺栓連接固定。天橋欄桿為鋼板欄桿，用矩管在橋面上焊接成欄桿立柱，立柱頂部采用槽鋼包邊封頂，立柱外焊接雕刻有“建筑符號(hào)”的鋼板欄板。

4 吊裝技術(shù)

當(dāng)今大型鋼結(jié)構(gòu)施工一般多采用機(jī)械吊裝輔助施工。該工程施工中，因受道路、場(chǎng)地、空中架空線路、兩側(cè)原有建筑物等地理?xiàng)l件環(huán)境限制，不能使用大型運(yùn)輸和吊裝機(jī)械設(shè)備，只能選用小型的電動(dòng)和手動(dòng)吊裝工具。需要根據(jù)不同的施工部位，結(jié)合實(shí)際情況利用已有或新建的建筑結(jié)構(gòu)和搭設(shè)施工架體，設(shè)計(jì)選用不同的施工措施和施工機(jī)具。吊裝前首先進(jìn)行受力結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算，必要時(shí)采取臨時(shí)加固措施，確保原結(jié)構(gòu)和施工安全。

5 結(jié)語

施工方案選擇要結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境確定，對(duì)特殊復(fù)雜的造型充分利用計(jì)算機(jī)軟件輔助施工放樣；特殊施工工藝和加工工藝要預(yù)先做好充分市場(chǎng)調(diào)研工作進(jìn)行技術(shù)分析，探討實(shí)施的方法和措施。如圖8所示，該項(xiàng)目利用傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代措施相結(jié)合進(jìn)行施工，從而達(dá)到縮短工期、節(jié)約成本和保證施工質(zhì)量的目標(biāo)。

圖8 吊裝方法

[1]徐猛勇，申勇康，田利萍.鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[M].鄭州：黃河水利出版社，2013.

[2]陳紹蕃，顧強(qiáng).鋼結(jié)構(gòu)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003：373-374.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

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10.3969／j.issn.1671-9107.2017.06.072

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A

1671-9107（2017）06-0072-03

2017-05-09

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