孫步芹

（上海同濟檢測技術(shù)有限公司，上海市 200092）

0 引言

鋼結(jié)構(gòu)橋梁具有自重輕、承載力高、造型靈活、成本低等優(yōu)點，因此在城市人行天橋工程中應(yīng)用已越來越廣泛。但人行過街天橋一般地處鬧市區(qū)路口或跨越城市主要道路，周邊環(huán)境復(fù)雜，且交通流量較大，因此其跨度一般比較大，且施工區(qū)域小，施工難度大。要保證人行天橋的施工質(zhì)量和施工安全及周邊環(huán)境安全，就必須要有良好的施工管理。而檢測、監(jiān)測管理是施工管理中的重要內(nèi)容，是橋梁施工質(zhì)量和安全的重要保障。本文將以一個大跨度鋼結(jié)構(gòu)人行天橋工程為例，系統(tǒng)地介紹天橋施工過程中的檢測、監(jiān)測管理工作。

1 工程概況

1.1 一般概況

某工程人行天橋位于一條城市快速路和一條主干道的交匯處，兩條道路下方分別有下穿地道和地鐵。人行天橋?qū)⑵鸬綕M足人們通行與城市景觀的作用，同時也能夠?qū)⑺膫€角的商業(yè)辦公設(shè)施聯(lián)系起來，形成規(guī)模效應(yīng)。

該工程主要建設(shè)內(nèi)容為過街人行天橋，同步實施人行梯道、自動扶梯、無障礙電梯、排水、照明等設(shè)施。人行天橋平面呈橢圓形布置，橢圓長軸約為157.7 m，短軸約為105.4 m。主橋跨徑布置為：（82.2+102.4+88.0+109.6）m，全長為 380.2 m，主橋?qū)挾?.3 m（凈寬6 m）。天橋的建筑外形采用了空間結(jié)構(gòu)形式，橋面為混凝土橋面板，頂面由金屬面板覆蓋，兩側(cè)為高低錯落的桁架，桁架高度在3.15 m～7.85 m之間。

主橋下弦為箱型截面，腹桿和屋面弦桿為圓鋼管。節(jié)點采用剛節(jié)點相貫。根據(jù)不同的受力部位，鋼材采用Q420qD及Q345qC。下弦節(jié)點為箱型鋼梁與圓腹桿相貫連接，在下弦箱型截面內(nèi)設(shè)加勁板保證節(jié)點的剛度，上弦節(jié)點采用鑄鋼節(jié)點。

圖1為人行天橋總平面布置圖。

圖1 人行天橋總平面布置圖

1.2 工程橋梁特點及施工技術(shù)難點

（1）橋梁跨度較大且空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

（2）主橋鋼結(jié)構(gòu)的加工難度高。

（3）主橋結(jié)構(gòu)吊裝單元的分段及超大異性構(gòu)件的吊裝難度大。

（4）現(xiàn)場可使用場地小。

（5）周邊復(fù)雜的施工環(huán)境及現(xiàn)場其它工序的施工協(xié)調(diào)難度大。

總體來說，該工程人行天橋跨度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、周邊環(huán)境復(fù)雜、施工場地小，施工難度非常大。因此，做好施工的檢測、檢測管理工作，確保工程質(zhì)量和安全十分重要。

2 人行天橋施工的檢測及監(jiān)測內(nèi)容

為保證人行天橋的施工質(zhì)量，該工程按照設(shè)計要求、相關(guān)規(guī)范規(guī)定做了大量的檢測、監(jiān)測工作?？傮w來說，主要分為以下幾類：材料檢測，地基基礎(chǔ)檢測，鋼結(jié)構(gòu)檢測，施工信息化監(jiān)測，以及橋梁施工監(jiān)控。其中監(jiān)測部分又分為橋墩基坑及周邊環(huán)境監(jiān)測，橋梁吊裝階段周邊環(huán)境監(jiān)測，鄰近地道、地鐵保護性監(jiān)測。

2.1 材料檢測

該項工程材料檢測主要進行了混凝土檢測、砂漿檢測、石（粗集料）、砂（細集料）、鋼筋及鋼筋焊接檢測、水泥檢測、基礎(chǔ)回填材料檢測、鋼管檢測等等。

以上材料檢測項目相對常規(guī)，本文不再贅述?？傊?，在材料檢測工作中，應(yīng)要求施工單位嚴(yán)格自檢，檢測單位做好第三方檢測工作，監(jiān)理單位做好監(jiān)理平行檢測工作，嚴(yán)禁使用未經(jīng)檢驗的材料或不合格的材料。相關(guān)單位按規(guī)定做好取樣、收樣工作，檢測完成后及時出具檢測結(jié)論，保證工程施工質(zhì)量和進度。

2.2 地基基礎(chǔ)檢測

該項工程地基基礎(chǔ)檢測主要分為基樁檢測和地基檢測兩部分。地基部分為水泥土樁的檢測；基樁部分為橋墩基礎(chǔ)鉆孔灌注樁的成孔質(zhì)量檢測、低應(yīng)變動力測試、超聲波透視檢測，以及單樁靜荷載。

其中水泥土樁檢測采用鉆孔取芯法，包括現(xiàn)場鉆孔取芯、芯樣抗壓強度試驗。

鉆孔灌注樁的成孔質(zhì)量檢測主要檢測孔徑、孔深、垂直度和沉渣厚度；低應(yīng)變動力測試采用彈性波反射法對樁身結(jié)構(gòu)完整性作出評價，檢測比例為100%；超聲波透視檢測通過超聲檢測判定鉆孔灌注樁的混凝土質(zhì)量，檢測比例為50%；單樁靜荷載包括單樁豎向靜荷載試驗和單樁水平靜荷載試驗，其中豎向抗壓靜荷載試驗采用慢速維持荷載法進行試驗，水平靜荷載試驗采用單向單循環(huán)恒速水平加載法。

在地基基礎(chǔ)檢測管理中，主要是施工單位、監(jiān)理單位與檢測單位之間的溝通問題，要做到及時溝通、及時檢測，及時出具檢測結(jié)論。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)檢測

該項工程鋼結(jié)構(gòu)檢測主要進行了鋼結(jié)構(gòu)緊固件、鋼結(jié)構(gòu)用鋼、鋼結(jié)構(gòu)焊接件、焊接材料、鋼結(jié)構(gòu)涂層、化學(xué)分析的檢測。

其中，在焊縫檢測方面，因該工程人行天橋下弦結(jié)點和桿件內(nèi)部隔板較多，且所有構(gòu)件在拼裝完成以后是封閉的，故無法對下弦橋面結(jié)點與桿件的對接焊縫進行射線抽檢。為了彌補這一情況，該工程嘗試性地采用超聲相控陣檢測方法來進行抽檢。超聲相控陣技術(shù)的基本思想來自于雷達電磁波相控陣技術(shù)，檢測速度快，探頭放在一個位置就可以生成被檢測物體的完整圖像，實現(xiàn)了自動掃查。將該檢測技術(shù)應(yīng)用在該工程中，既是對鋼結(jié)構(gòu)檢測的一種嘗試和突破，也為確保工程焊接質(zhì)量增加了一道安全屏障（見圖2）。

圖2 超聲相控陣現(xiàn)場檢測之實景

在鋼結(jié)構(gòu)檢測管理中，除了應(yīng)按規(guī)定進行常規(guī)檢測外，還應(yīng)因地制宜，根據(jù)工程實際情況和特點采用合適的檢測方法。

2.4 監(jiān)測

2.4.1 橋墩基坑監(jiān)測

該項工程共有四個承臺主基坑，主基坑周圍還有一些淺坑，與主基坑形成基坑群。基坑圍護施工與開挖會對周邊環(huán)境造成較大影響。通過進行基坑監(jiān)測可了解基坑圍護結(jié)構(gòu)變形及周邊環(huán)境的變形，做到信息化施工，保證工程結(jié)構(gòu)本身及周邊環(huán)境的安全，減少施工對周邊地下管線、地鐵、建（構(gòu)）筑物、道路路面及附屬設(shè)施等周圍環(huán)境的影響，將施工控制在安全范圍之內(nèi)。

該項工程基坑監(jiān)測項目主要有基坑圍護墻頂部位移、圍護墻側(cè)向變形（測斜）、支撐內(nèi)力、基坑外地下水水位、鄰近地表垂直位移、鄰近建（構(gòu)）筑物垂直位移、鄰近地下管線位移等。

圖3為基坑監(jiān)測點布置平面示意圖。

圖3 基坑監(jiān)測點布置平面示意圖（某一橋墩基坑為例）

對于基坑監(jiān)測管理，應(yīng)要求監(jiān)測單位及時與施工各相關(guān)單位溝通，在出現(xiàn)警情時及時通報，保證基坑及周邊環(huán)境安全。

2.4.2 橋梁吊裝階段監(jiān)測

該項工程人行天橋造型獨特，橋面分段跨度大，且地鐵、地道對單位面積荷載要求極高。為順利吊裝，該工程設(shè)置了12處臨時支墩，其中2個支墩位于地道中隔墻上。臨時支墩灌注樁施工會對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。在鋼結(jié)構(gòu)安裝時，由于鋼結(jié)構(gòu)分段自重較大、吊機噸位較大，也會對鄰近地表、鄰近地下管線及鄰近地道產(chǎn)生較大壓力。因此，吊裝時對鄰近地道、地下管線及周邊環(huán)境的監(jiān)測要求很高。

橋梁鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工過程中的監(jiān)測管理主要目的是保護鄰近地道、鄰近地下管線和地面道路等的安全。應(yīng)要求監(jiān)測單位密切關(guān)注地鐵、地道的安全，在有不安全征兆出現(xiàn)時，要及時發(fā)出預(yù)警并提請相關(guān)單位及時采取相應(yīng)措施，避免發(fā)生安全事故造成嚴(yán)重后果。

2.4.3 地道保護性監(jiān)測

由于該項工程施工過程中鄰近地道照常運營，因此對地道的保護性監(jiān)測工作是重中之重，且應(yīng)貫穿天橋施工始終。

該工程根據(jù)《城市橋梁、隧道安全保護區(qū)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[1]確定了地道的保護性監(jiān)測范圍。

地道保護性監(jiān)測的目的在于提供及時、可靠的信息用于評定人行天橋施工過程中對地道的影響，對可能發(fā)生的危及地道安全的隱患或事故提供及時、準(zhǔn)確的預(yù)報，提請有關(guān)各方及時做出反應(yīng)、避免風(fēng)險事故的發(fā)生。

在地道監(jiān)測管理中，應(yīng)要求監(jiān)測單位及時提交監(jiān)測報表，并與施工各相關(guān)單位和地道管理、養(yǎng)護單位及時溝通，保證地道安全。

2.4.4 地鐵保護性監(jiān)測

該項工程鄰近道路有地鐵下穿，該工程由地鐵公司安排監(jiān)測單位對地鐵進行了保護性監(jiān)測。監(jiān)測工作同樣貫穿天橋施工始終。監(jiān)測內(nèi)容主要有沉降測量、水平位移測量、隧道凈空收斂測量等項目。

對于地鐵保護性監(jiān)測管理，應(yīng)要求監(jiān)測單位與地鐵保護單位及時溝通，及時提交監(jiān)測數(shù)據(jù)，保證天橋施工期間地鐵安全。

3 施工監(jiān)控

橋梁結(jié)構(gòu)理想的幾何線形與合理的內(nèi)力狀態(tài)不僅與設(shè)計有關(guān)，而且還依賴于科學(xué)合理的施工方法。如何通過施工時的澆筑過程的控制，以及結(jié)構(gòu)標(biāo)高調(diào)整來獲得預(yù)先設(shè)計的應(yīng)力狀態(tài)和幾何線形，是大跨橋梁施工中非常關(guān)鍵的問題。

根據(jù)對橋梁結(jié)構(gòu)的分析以及施工監(jiān)控的目標(biāo)，確定橋梁施工監(jiān)控主要的工作內(nèi)容如下：

（1）橋梁結(jié)構(gòu)控制及計算。

（2）現(xiàn)場監(jiān)測，根據(jù)實測結(jié)果調(diào)整橋梁施工過程中的控制參數(shù)。

（3）指導(dǎo)施工，根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及理論計算數(shù)據(jù)分析，確定下一步施工方案。

該項工程橋梁施工監(jiān)控關(guān)注的重點主要有以下幾個方面：

（1）橋墩沉降監(jiān)測；

（2）鋼結(jié)構(gòu)坐標(biāo)及撓度監(jiān)測；

（3）上部結(jié)構(gòu)桿件應(yīng)力監(jiān)測。

圖4為撓度監(jiān)測斷面及測點布置圖。

圖4 撓度監(jiān)測斷面及測點布置圖（每個節(jié)點均設(shè)測點）

施工監(jiān)控是在橋梁澆筑或安裝過程中實時監(jiān)測橋梁的應(yīng)力、撓度、沉降、位移等各參數(shù)的變化，以保證橋梁的內(nèi)力及線形符合設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定。受篇幅所限，本文不再對施工監(jiān)控做詳細介紹。

4 項目檢測、監(jiān)測管理的總結(jié)

本文從材料檢測、地基基礎(chǔ)檢測、鋼結(jié)構(gòu)檢測、基坑施工監(jiān)測、吊裝施工監(jiān)測、地道及地鐵保護性監(jiān)測及橋梁施工監(jiān)控等幾個方面對該項工程的檢測、監(jiān)測管理工作做了系統(tǒng)的總結(jié)，現(xiàn)歸納以下幾點：

（1）材料檢測：應(yīng)要求施工各相關(guān)單位按規(guī)定做好取樣、收樣工作，檢測完成后及時出具檢測結(jié)論，保證工程施工質(zhì)量和進度。

（2）地基基礎(chǔ)檢測：地基基礎(chǔ)檢測管理中，主要是施工單位與檢測單位的溝通問題，要做到及時溝通、及時檢測。

（3）鋼結(jié)構(gòu)檢測：在鋼結(jié)構(gòu)檢測管理中，除了應(yīng)按規(guī)定進行常規(guī)檢測外，還應(yīng)因地制宜，根據(jù)工程實際情況和特點采用合適的檢測方法。

（4）監(jiān)測：該工程周邊環(huán)境復(fù)雜，下穿地道、地鐵及鄰近地下管線照常運營，是施工期間監(jiān)測重點。對于施工監(jiān)測管理，應(yīng)要求監(jiān)測單位與各相關(guān)單位及時溝通，及時提交監(jiān)測報表，在有不安全征兆出現(xiàn)時及時發(fā)出預(yù)警。

（5）橋梁施工監(jiān)控：該工程進行了全橋施工過程的仿真靜力計算，并通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進行計算模型參數(shù)調(diào)整。根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及理論計算數(shù)據(jù)分析，確定下一步施工方案。為成橋后的線形與結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布滿足設(shè)計及規(guī)范要求起到了重要作用。

5 結(jié)語

該項工程人行天橋地處市中心黃金地段，跨城市快速路與主干道交叉口，跨度較大，空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，周邊管線密布，有地鐵和地道下穿。在市政橋梁建設(shè)中，類似工程也比較少見，沒有合適的參照對象，這就對施工檢測及監(jiān)測管理提出了較高的要求。

通過對該工程的施工檢測、監(jiān)測管理的總結(jié)，對類似工程的檢測、監(jiān)測管理工作提出如下建議以供參考。

（1）作為管理工作者，應(yīng)充分了解工程的施工中重點與難點，這樣才能合理地安排管理工作。

（2）跟各相關(guān)單位建立聯(lián)絡(luò)機制，保證遇到突發(fā)問題時可以進行及時有效地溝通。

（3）因地制宜，根據(jù)工程自身特點，采用合理的檢測、監(jiān)測管理辦法，以提高效率。

（4）嚴(yán)格管理，對于不符合規(guī)范的檢測、監(jiān)測行為做到及時處理，使管理工作能切實為工程服務(wù)。

檢測、監(jiān)測管理是施工管理中重要的環(huán)節(jié)，是工程施工質(zhì)量和安全的重要保障。通過本文內(nèi)容的闡述希望能為類似工程提供經(jīng)驗和參考。

[1]城市橋梁、隧道安全保護區(qū)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會，2010.6.