楊宏利

廣州市盾建建設(shè)有限公司 廣東 廣州 510000

1 工程概況

萬科城人行天橋項目位于廣州市黃浦區(qū)開創(chuàng)大道西端，距離廣汕公路約280m。原為地面斑馬線平面人行過街型式。由于該路段北側(cè)分布有較大范圍的居民住宅、商鋪等，道路兩側(cè)均設(shè)有公交?？空?，附近居住人口較多，橋位處人流量較大，過街需求較多（主要為行人上下班、出行、購物等），該路段行車速度較快，沿線行人過街系統(tǒng)也不健全，既有斑馬線過街對行車及行人安全十分不利，因此擬在此處設(shè)置立體人行過街設(shè)施。

萬科城人行天橋平面按“工”字型布置，主橋采用一跨垂直跨越開創(chuàng)大道地面道路。主橋凈寬確定為3m，橋面平面呈不對稱圓弧布置，主梁兩側(cè)設(shè)置弧形平臺，橋面總寬5.02～9.8m（含花槽）。主橋結(jié)構(gòu)體系為51.04m的系桿拱，正立面拱高7.34m。工程主要施工內(nèi)容為下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)和雨棚結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)主要為橋墩和鋼梯，上部結(jié)構(gòu)包括主拱、系梁、橋面、吊桿及平臺節(jié)段，雨棚結(jié)構(gòu)為曲面網(wǎng)格。雨棚龍骨為圓鋼管組成的雙曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，圓鋼管之間通過相貫焊接連接，鋼管規(guī)格最小為?159*6，最大為?245*16，雨棚面板為5mm聚碳酸酯（PC）實心板。

圖1 人行天橋效果圖

2 鋼箱梁制作

2.1 分段劃分方案

本工程位于開創(chuàng)大道，交通繁忙，且梁段位置幾乎全部覆蓋現(xiàn)有路面。根據(jù)交管部門要求，現(xiàn)場道路不能封閉，必須保證行人及車輛通行，給吊裝、焊接帶來極大不便。考慮吊裝條件有限的，為方便吊裝，考慮橋梁整體性，方便運輸，橋面節(jié)段采用橫向劃分，共分為三段。拱肋根據(jù)現(xiàn)場支撐點位置進行分段，共分為三段。樓梯在休息平臺處進行分段，共分為兩段。雨棚單根桿件發(fā)運至現(xiàn)場。

鋼箱梁較為復雜，在加工廠制造時進行單元劃分，鋼箱梁劃分為頂板單元、底板單元、腹板單元、橫隔板單元、挑梁部件5部分。

2.2 鋼箱梁制作工藝流程

鋼材預處理→下料→零件加工→板單元制作→箱型分段制作→節(jié)段組焊→節(jié)段預拼裝→涂裝→節(jié)段運輸。

2.3 原材料預處理

下料前先對鋼板的材質(zhì)、爐批號進行移植或記錄，再經(jīng)趕平機趕平后對鋼板進行預處理，鋼板在預處理線上進行拋丸除銹、噴涂車間底漆、烘干，噴涂車間底漆一道，以避免在制造過程中鋼板污染銹蝕。

2.4 零件下料、拼板

1、頂板均先進行鋼板接長拼板，然后矩形零件采用數(shù)控火焰或半自動切割下料；異形零件采用數(shù)控等離子切割下料[1]；2、底板均先進行鋼板接長和接寬拼板，然后矩形零件采用數(shù)控火焰或半自動切割下料；異形零件采用數(shù)控等離子切割下料；3、部分腹板先進行鋼板接長拼板，然后采用數(shù)控等離子切割下料；4、橫隔板、底板橫肋腹板等異形或較小規(guī)格的零件均采用數(shù)控等離子切割下料；5、底板、腹板縱肋采用數(shù)控火焰拉條下料。

2.5 零件加工

1、人孔加強圈加工。加強圈圓弧段均采用折邊機進行壓制。

2、支座墊板機加工。支座墊板應(yīng)銑成與鋼箱梁底板緊密貼合的斜面，另一面銑成平面。

2.6 單元件制造

1、頂、底板單元制作工藝

1）零件切割：頂、底板采用火焰多頭直條切割機精切下料；2）零件矯平：為保證板單元裝配精度，零件下料后根據(jù)需要進行二次矯平；3）組裝U型肋：用高精度U肋組裝胎組裝，組裝胎設(shè)有鋼板、U肋的定位裝置。4）焊接U肋：將縱、橫基線反到頂板無U肋面，打好樣沖，以備總拼組裝用；按照施工圖紙編號，將板單元用鋼印打上板單元號。

2、腹板單元制作工藝

1）零件切割：腹板采用高精度火焰數(shù)控切割機精切下料，加勁肋采用多嘴頭直條機下料；2）零件矯平：為保證板單元裝配精度，零件下料后根據(jù)需要進行二次矯平；3）組裝板條加勁肋：以縱橫基準線為基準，劃線組裝板條加勁肋；4）焊接加勁肋：船型反變形胎架上，采用CO2自動焊機施焊。

3、挑臂塊體制作工藝

1）頂板單元定位：挑臂塊體采用反造的方式制作，在專用胎架上縱橫基準線為基準定位兩頂板單元，完成頂板單元的兩拼；2）組焊T形板：頂板坡口朝下，采用吊線錘的方式確定好頂板與地樣線的位置對齊，頂板與胎架模板之間點焊固定；3）安裝腹板、隔板：挑梁部件對線組裝。注意控制挑梁部件與頂板的角度，合格后與頂板點焊固定；4）組焊豎向加勁肋：按照施工圖紙數(shù)據(jù)安裝角鋼，保證角鋼一邊與挑梁翼板平齊；5）挑臂塊體總裝完成：對挑臂分段進行外形尺寸、焊縫外觀、自由邊R角、標記進行報檢。

2.6 節(jié)段預拼+匹配制造

1）胎架制作：胎架應(yīng)有足夠的承載力，設(shè)置縱向線型及橫向坡度（橫向要在設(shè)計值基礎(chǔ)上預加反變形量）。在胎架上設(shè)置縱、橫基線和基準點胎架外設(shè)置獨立的基線、基點，形成測量網(wǎng)，以便隨時對胎架和節(jié)段線形進行檢測[2]；胎架對應(yīng)每到橫隔板處必須有橫梁支撐，與橫隔板位置的最大偏離距離不得大于50mm。2）中心底板單元定位：以中心標志塔上的標志線為基準進行中心底板單元的橫向定位，同時，以板單元上的橫基線進行縱向定位。3）隔板定位：以中心底板的縱橫基準線為基準，向兩邊依次定位其余底板單元。重點在橫隔板位置。完成底板之間的縱向焊縫，注意預留塊體間的焊縫，橋位施焊。4）縱腹板定位：根據(jù)底板上的腹板定位線確定腹板單元件的位置，向兩邊分中組裝腹板。5）單元組裝：按上述步驟及要求組裝隔板及腹板。6）頂板定位：頂板從中間朝兩側(cè)分別定位，用吊線垂的方法確定頂板與底板的位置關(guān)系，采用箱輔助固定頂板與腹板和橫隔板。分段板單元廠內(nèi)縱縫處空5～6mm襯墊縫隙，現(xiàn)場接縫處頂緊。7）其余頂板單元組焊：以縱、橫基準線為基準由中間向兩側(cè)依次定位其余頂板單元，中間縱向?qū)雍缚p開始向外焊接。8）分段總體定位：橋梁線形和錨點在頂板上的投影點縱距的復測及環(huán)口的匹配修整。配切梁長及頂、底板的坡口；臨時連接件組裝時，應(yīng)根據(jù)梁段間的間隙添加相應(yīng)厚度的工藝填板，將連接件、墊板和工藝填板用沖釘和螺栓連接好，按圖紙給定的位置組焊，同時注意臨時連接件端面與箱口平齊；鋼主梁下胎前按臨時錨點施工圖安裝臨時錨點。9）節(jié)段解體：節(jié)段預拼裝完成，臨時匹配裝置，測控點、吊耳等布置好，檢驗合格后，進行解體下胎，轉(zhuǎn)入涂裝工序。

2.7 節(jié)段預拼

1、預拼裝注意事項

為消除鋼橋安裝的累積誤差，保證順利合攏，合攏段長度應(yīng)預留足夠的配切余量。

2、預拼裝檢查

每輪節(jié)段整體組焊完成后直接在胎架上進行預拼裝檢查。重點檢查：橋梁縱向線形；節(jié)段縱向累加長度；扭曲；節(jié)段間端口匹配情況等。

（1）橋梁總體線形尺寸檢查。線形檢查：橋梁線形檢查以縱向中心線處的理論標高為基準，檢測各節(jié)段兩端橫隔板處的實際標高值。

節(jié)段扭曲檢查：是通過檢查各節(jié)段兩端橫隔板處的左右標高值，判斷各節(jié)段的水平狀態(tài)及扭曲情況。

（2）梁長及基準線位置檢查：將節(jié)段基準線線返至鋼主梁頂板上作為檢查線，檢查各節(jié)段的累加長度，確定后續(xù)節(jié)段的補償量。

（3）節(jié)段間端口的匹配精度檢查：節(jié)段間端口連接應(yīng)重點檢查腹板及中心線處梁高；相鄰腹板對位偏差、板邊錯邊量等。

3 雨棚網(wǎng)格制作

3.1 制作概況

本工程雨棚為雙曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，主要由圓鋼管組成，圓鋼管之間通過相貫焊接連接，鋼管規(guī)格最小為?159*6，最大為?245*16。為了保證鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量，鋼管必須采用相貫線切割。相貫線切割的質(zhì)量好壞將是保證本工程鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的前提。

3.2 鋼管相貫線切割方案

1、放樣：采用AntoCAD軟件，通過控制三維坐標點，建立起雙曲面雨棚的三維空間模型。2、相貫線編程：對雨棚的三維模型采用PIPE2002相貫線編程軟件進行編程，生成相貫口的切割數(shù)據(jù)。3、相貫線切割：將軟件生成的鋼管切割數(shù)據(jù)，直接輸入到數(shù)控切割機中，進行鋼管的切割。4、標識：鋼管切割下料，進行標識。

3.3 相貫線切割工藝要點

材料進廠后，為保證加工制作質(zhì)量，每種規(guī)格管材加工前進行表面預處理、噴底漆。管件預處理后分規(guī)格堆放于堆場；下料人員下料切割前務(wù)必仔細閱讀制作工藝、設(shè)計圖紙。鋼管下料前仔細核對鋼管編號、規(guī)格、材質(zhì)是否與工藝文件一致，以保證管件的切割尺寸和貫口的切割精度；切割嚴格按照數(shù)控切割工藝定額表，每切割完成一根務(wù)必做好相應(yīng)的切割記錄。避免出現(xiàn)多下、漏下等現(xiàn)象。

4 雨棚鋼結(jié)構(gòu)的拼裝

4.1 雨棚安裝概況

本工程施工整體按照先下部結(jié)構(gòu)后上部結(jié)構(gòu)最后雨棚的順序進行，首先搭設(shè)臨時胎架進行橋面施工，然后進行拱肋施工，拱肋施工完成后，拱肋卸載，進行吊桿安裝，繼而進行懸挑橋面安裝，然后全橋卸載。其中，橋面和拱肋均分成三段，需進行分段吊裝，組合焊接。

橋梁卸載完成之后進行雨棚的安裝，先進行天橋主橋雨棚安裝，再進行內(nèi)環(huán)雨棚安裝，最后先安裝樓梯，然后安裝樓梯雨棚的順序進行施工。

4.2 雨棚鋼結(jié)構(gòu)拼裝

天橋雨棚造型復雜，將天橋雨棚柱弧度較小段進行單獨吊裝，空中原位安裝。將天橋主橋雨棚第二節(jié)柱及網(wǎng)格分為13個區(qū)塊，施工流程詳見4.3節(jié)。天橋主橋雨棚安裝完成后，再進行內(nèi)環(huán)雨棚安裝，最后先安裝樓梯，然后安裝樓梯雨棚。完成雨棚鋼結(jié)構(gòu)骨架的施工后再進行雨棚面板的施工。

天橋雨棚采用兩臺25t汽車吊，進行雙機抬吊。雨棚分片最大重量為11.60t，采用兩臺25t汽車吊，汽車吊臂長21.81m，吊裝半徑6m，起重量為8t。在地面拼成整體后進行吊裝，天橋雨棚因天橋吊桿分隔，需要根據(jù)吊桿位置進行分塊。內(nèi)環(huán)雨棚和樓梯雨棚采取整體吊裝。

圖2 雨棚施工流程

5 技術(shù)創(chuàng)新點

1、雨棚為鋼管拼接的雙曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，相貫線切割的精度是保證鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的前提。通過控制三維坐標點，建立起三維空間模型，再用相貫線編程軟件進行編程，生成相貫口的切割數(shù)據(jù)，將切割數(shù)據(jù)輸入切割機進行管件的切割，最大程度的提高鋼管相貫線切割的精度。2、本工程天橋跨度大，雨棚造型復雜，現(xiàn)場吊裝條件有限，采用將天橋雨棚分成弧度較小段進行單獨吊裝，空中原位安裝，合理地劃分雨棚網(wǎng)格，提高雙曲線雨棚定位拼裝精度。3、構(gòu)件在吊裝過程中會因自重產(chǎn)生變形、日照溫差造成的鋼管縮脹變形、鋼管焊接會產(chǎn)生收縮變形。為消除鋼管變形，提高雙曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，采用以下三點措施：1）構(gòu)件在運輸、倒運、安裝過程中，采取合理保護措施，如布設(shè)合理吊點，局部采取加強抵抗變形措施等；2）在構(gòu)件測控時，節(jié)點定位實施反三維空間變形；3）將對構(gòu)件焊前焊后及施工過程中不間斷測量控制。

6 結(jié)束語

本工程大跨度雙曲面鋼結(jié)構(gòu)雨棚的制作與拼裝，采用軟件編程提高了相貫線切割的精度，合理地劃分雨棚網(wǎng)格，分成弧度較小段進行單獨吊裝，空中原位安裝，合理的吊點布置和精密的測控，最終實現(xiàn)了雙曲面網(wǎng)格高精度的拼裝，確保了鋼結(jié)構(gòu)雨棚的整體質(zhì)量，可以用于大跨度雙曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)制作拼裝施工的參考。