郭勝豪 鄢多多 游彥蔚

(遼寧工程技術(shù)大學(xué)，遼寧 阜新 123000)

1 背景

遼寧省葫蘆島市某中學(xué)創(chuàng)于1924年，1978年被確定為遼寧省重點中學(xué)，2003年被評為“遼寧省示范性高中”。為遼寧省的教育事業(yè)做出了巨大的貢獻并向全國各高校輸送了大量的人才，但該中學(xué)正門緊鄰交通繁忙的306國道，過往車輛川流不息，交通癱瘓及行車事故頻繁發(fā)生。經(jīng)過長時間觀察及調(diào)研發(fā)現(xiàn)，門口路段所設(shè)置斑馬線在疏通人流及緩解交通等方面作用有限，交通癱瘓現(xiàn)象時有發(fā)生，導(dǎo)致306國道該正門路段整體車速降低，嚴(yán)重阻礙了交通通行。

本論文研究了一種通過增設(shè)過街天橋，來改善該中學(xué)正門口的交通擁擠情況[1]，并對該過街天橋的整體設(shè)計、材料選擇及施工工藝等進行了詳細(xì)討論。該新增過街天橋的選址位置如圖1所示。

2 整體設(shè)計

2.1 外形設(shè)計

天橋主梁總長27.2 m，主體橋面為(4.3×27.2) m2預(yù)制混凝土梁，其中橋面凈寬4.0 m，含欄桿全寬4.3 m，兩邊橋臺均為鋼筋混凝土板；梯道凈寬2.4 m，含欄桿全寬3.0 m。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

主橋柱采用直徑為0.6 m的鋼筋混凝土柱，墩采用截面為(1.0×1.0) m2、厚1.2 m鋼筋混凝土基礎(chǔ)；次橋墩及梯道墩采用直徑0.4 m鋼筋混凝土柱式墩，采用截面為(0.52×0.52) m2、厚0.8 m鋼筋混凝土基礎(chǔ)。

該設(shè)計過程所使用的軟件為Revit-2016，其三維數(shù)學(xué)模型如圖2所示。

3 材料選取

此天橋主體為鋼筋混凝土建筑。天橋整體梁采用C30混凝土預(yù)制板，橋柱、地基、樓梯均采用泵送C30商品混凝土現(xiàn)澆式鋼筋混凝土，樓梯扶手及橋面欄桿采用橢圓形不銹鋼及鋼化玻璃來嵌板欄桿，路面采用竹條布筋后使用C30商品混凝土進行5 cm厚的澆筑并進行防滑處理。

4 施工工藝

配筋圖采用基于有限元方法的ABAQUS進行繪圖建模。與傳統(tǒng)CAD圖紙相比，該建模方法方便直觀、可視行強，十分便于后續(xù)工作的開展。

4.1 地基與基礎(chǔ)

所有基礎(chǔ)均采用C30素混凝土長方體基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底部使用公稱直徑為22 mm的HRB400帶肋鋼筋做成間距為(0.9×0.9) m2的鋼筋網(wǎng)，并與墩柱的鋼筋柱進行焊接，如圖3所示?；炷帘Ｗo層為50 mm，機器開挖基礎(chǔ)土方后搭建模板使用C30泵送混凝土對基礎(chǔ)現(xiàn)場澆筑；寬基礎(chǔ)模板截面為(1.0×1.0) m2，搭建厚度為1.2 mm，窄基礎(chǔ)模板截面為(0.52×0.52) m2，厚度為0.8 m。

4.2 現(xiàn)澆柱構(gòu)件

待基礎(chǔ)充分硬化后，對預(yù)留粗柱的圓柱形鋼筋桶使用公稱直徑為22 mm的HRB400帶肋鋼筋進行縱向環(huán)形布筋，數(shù)量為15，箍筋采用公稱直徑10 mm的HPB400圓棒鋼筋做成直徑500 mm的螺旋狀，螺旋間距100 mm，如圖4所示，混凝土保護層厚度為50 mm，模板截面為直徑等于0.6 m的圓柱，高度為5.0 m；使用C30泵送混凝土對其直接進行現(xiàn)場澆筑[2]。

對預(yù)留柱細(xì)的圓柱形鋼筋桶使用公稱直徑為22 mm的HRB400帶肋鋼筋進行縱向環(huán)形布筋，數(shù)量為9，箍筋采用公稱直徑10 mm的HPB400圓棒鋼筋做成直徑300 mm的螺旋狀，螺旋間距100 mm，如圖5所示，混凝土保護層厚度為50 mm，模板截面為直徑等于400 mm的圓柱，粗柱模板高度為5 220 mm，細(xì)柱模板高度為2 530 mm，使用C30泵送混凝土對其直接進行現(xiàn)場澆筑。

4.3 吊裝預(yù)制梁構(gòu)件

天橋橫梁預(yù)制后使用兩臺吊機進行同時吊裝[3]。受拉筋及受壓筋均使用公稱直徑為22 mm的HRB400帶肋鋼筋，橫向間距為199.5 mm，箍筋采用公稱直徑10 mm的HPB400圓棒鋼筋，橫向間距為195 mm，如圖6所示。

在橋梁兩側(cè)受拉筋處預(yù)留鋼筋與樓梯受拉筋進行焊接，預(yù)留鋼筋是公稱直徑為22 mm的HRB400帶肋鋼筋，鋼筋間距為145 mm，預(yù)留外長度為300 mm，如圖7所示；布筋完成后搭建模板使用C30混凝土進行澆筑模板。

4.4 現(xiàn)澆樓梯構(gòu)件

按照圖紙及設(shè)計要求對樓梯進行布筋后，與橋面梁預(yù)留的HRB400帶肋鋼筋進行焊接，焊接后搭建模板使用C30商品混凝土進行澆筑并對臺階進行粗糙抹面處理。

4.5 澆筑橋梁路面

使用橫截面為8 mm×8 mm的竹條在橋梁路面做成間距為200 mm×200 mm的方格，然后使用C30混凝土進行厚度為50 mm的鋪裝并進行花紋、防滑等表面處理。

4.6 安裝樓梯扶手及橋面欄桿

為保證行人的過往安全、消除因擁擠而造成的事故，在安裝欄桿前必須對欄桿推力進行測試，選用可承受推力為2.5 kN/m的鋼化玻璃鑲嵌不銹鋼欄桿進行安裝，效果如圖8，圖9所示。

5 人性化設(shè)計和功能設(shè)計

樓梯中間加裝扶手區(qū)分上下通道。在上下學(xué)高峰期瞬時人流量較大，易發(fā)生踩踏事故，在樓梯中間加裝扶手可以有效地將上下行人流隔開，為人流的出行安全提供了有力的保障。

橋面粗糙化處理。橋面鋪裝混凝土后對其進行粗糙處理，不僅替代了地磚的鋪裝，又可防止行人在通過的時候發(fā)生滑倒事故，保障過往行人的生命安全。

鋼化后玻璃的機械強度、抗沖擊性、抗彎強度能夠達到普通玻璃的4倍～5倍，最大限度地保證行人安全；不銹鋼耐腐蝕性好，雖成本較高，但后期清潔方便，減少日常的維護費用。

6 總結(jié)與展望

天橋采用BIM可視化的模擬分析管理，并進行建筑、結(jié)構(gòu)及其他相關(guān)的界面整合，減少施工中的變更，以節(jié)省建筑設(shè)施運維與維護管理成本[4]；通過在綏中縣第一高級中學(xué)門口新增過街天橋，能較好地改善該中學(xué)正門口的交通擁擠情況，緩解特殊時刻的交通壓力，以實現(xiàn)和諧交通，安全交通的目的。