探讨闹市区钢结构过街天桥建设施工管理

金 熙

(上海陆家嘴金融贸易区开发股份有限公司，上海 200126)

1 背景工程概况

1.1 周边环境

该工程地处于陆家嘴核心区紧邻黄浦江沿岸观光道路滨江大道，项目毗邻国家会议中心及外滩观光旅游隧道。天桥跨过滨江大道、黄浦江沿岸骑行道/跑步道，连接浦东美术馆和后期江岸同步改造景观平台。位置如图1所示。

1.2 钢天桥概况

钢天桥总跨度73.05 m，宽度为6.55 m，两跨共计3处支墩6个钢支座，其结构分为2个坡段，变坡点位于近滨江大道位置，其最大跨度约为60 m。整座连桥从黄浦江畔起，横跨滨江大道，两端分别连接江岸景观平台及浦东美术馆二层主体结构。

桥体结构采用U型钢箱梁截面，中间支座采用钢筋混凝土立柱支撑，其中两侧箱梁尺寸为1.675 m高、1.0 m宽，桥面宽度为4.55 m、高度为0.5 m。桥体跨度大，截面高度小，故设计于两侧钢箱梁内设置4个TMD用于调节未来人行舒适度。详细结构如图2所示。

桥体钢结构采用Q345C级耐候钢，局部端部区域采用Q420C级耐候钢，天桥总吨位约为300 t。天桥端部满灌铁砂混凝土。

该天桥作为人行天桥，其外饰面为蜂窝石材板，桥底为蜂窝不锈钢板，桥面为50厚景观石材饰面。外饰面完成后其最大净高为5.65 m。

2 天桥建设阶段风险要点分析

总结本跨街天桥建设施工阶段管理的实践经验，该工程的特难点主要体现在以下几个方面：

1)地处繁华闹市区，且天桥跨越主要旅游观光道路，施工阶段不能影响旅游干道。

2)地处闹市区，运输车辆进出陆家嘴核心区限制多，较大型钢构件无运输条件直至现场。

3)地处闹市区，严格控制施工对周边环境造成的影响，跨街天桥部分施工必须安排在夜间至凌晨。

3 施工筹划

3.1 施工方法的选择

基于以往的钢结构桥梁施工经验，目前的施工方法大致可以分为3类：

1)顶推施工。

主要适用于中等跨径的等截面梁、连续梁，简支梁，拱桥(桥面纵梁)、斜拉桥(主梁)；顶推法适用于连续多跨桥体，且需在桥体一端架设导梁。美术馆连桥一侧位于主体结构二层、一侧位于黄埔江岸，并不具备该施工条件，且无法提供顶推作业所需的场地。另外使用顶推法施工不经济，造价高。

2)整体提升法。

整体提升桥体需原位拼装，即在桥体投影面下进行原位拼装，然后在桥体两端使用大型起重设备，整体提升；经分析由于美术馆天桥跨越主要旅游观光道路，不能满足原位拼装的施工条件，且无法在两侧布置大型起重设备。

3)胎架散拼。

架设支撑胎架，桥体分成若干散件，在高空进行拼装焊接，最终卸载从而完成结构安装。该方法可通过设置临时胎架解决保证主要旅游观光道路不受施工影响的条件，亦可解决大型钢构件散装散拼的实际问题。

3.2 桥体钢结构分段的选择

本次桥体钢结构分段主要综合考虑三方面因素：

1)项目地处闹市区，大型运输车辆进出困难导致钢结构大小严重受限；

2)天桥跨越主要旅游观光道路——滨江大道、跑步道、骑行道，施工阶段必须保证道路的畅通安全；

3)钢天桥施工期间不得占用旅游观光主干道作为吊装及施工场地。

综合以上三方面，最终考虑将73 m钢天桥划分为6个大吊装段，每个吊装段分为4个加工段，现场吊装至临时胎架上进行焊接作业，如表1，图3所示。该方案解决运输困难的问题，并通过合理设置临时胎架位置解决保证旅游主干道正常通行的问题，另外经分解后的钢结构构件亦可通过天桥两侧场地布置大型汽车吊进行吊装作业。各小分段信息汇总见表2。

表1 桥体分段信息汇总

表2 各小分段信息汇总

3.3 胎架的选择与安装

天桥胎架考虑选用φ609×16钢管作为临时立柱，上方辅以双拼700×300 H型钢作为横梁，由于场外临时胎架下方管线不明，故采用配筋混凝土地面辅以路基箱作为胎架基础。

其中跨滨江大道处临时胎架设置于滨江大道与跑步道/骑行道间的绿化带，避开主干道保证正常使用功能；其余临时胎架均设置于施工场地内。

4 过程技术要点控制

4.1 钢结构工艺工法控制要点

桥上作业工艺流程：钢箱梁吊装就位→桥面板吊装就位→连接定位→测量监控微调→检查焊缝坡口情况→焊接作业→检查→嵌补件焊接→外观检查、无损检测→涂装工序→检查验收。

1)严格按照施工方案进行安装测量监控，特别是轴线、高程、坐标位置的控制，采用全站仪和经纬仪，进行测量控制就位。

2)桥上焊接施工的环境温度宜在5 ℃以上，相对湿度不大于80%，风力不大于5级。若在露天或雨天施焊时，应采取有效的防风，防雨，防潮措施，搭置制作工作棚。焊缝的外观质量和内部质量必须满足设计文件及相关技术规范要求。

3)现场涂装作业过程中的材料运输，保管及复验，工序验收，施工过程控制严格按照设计文件及相关技术规范执行。

4.2 起拱值控制

由于天桥整体完成卸载后钢结构天桥会有一个设计允许的变形值，故在桥体安装阶段就需事先确定好桥体各部位的预起拱值。

图4为通过计算得出的在1.0恒载+1.0活载作用下钢天桥跨中竖向变形值。

考虑按1/500L预起拱120 mm，可满足桥梁在1.0D+1.0L工况下挠度变形1/600L=100 mm要求。

本天桥通过在双拼H型钢横梁上设置小H型钢牛腿用以控制各桥体分段处起拱值标高，方案制定前期，经参建各方详细讨论，明确跨中最大起拱值为140 mm，如图5所示。

受限于场地内管线不明的原因，在采用钢筋混凝土地坪+路基箱的情况下，现场钢结构吊装焊接过程中需不定期对各分段点标高进行实测，以免发生因路基下沉造成起拱值不能达到设计要求的现象，一旦发生沉降可通过千斤顶及时进行标高修正。

天桥卸载后，经连续一周，每天两次的标高实测观察，天桥沉降趋于稳定。

4.3 卸载条件的控制

该钢天桥共计两跨3处支座，其中西侧端部短跨跨度为12.6 m。不同于一般仅有一跨的天桥，美术馆天桥其端部支座承受拉力约200 t，基础下设抗拔桩，且此端部在完成桥体焊接作业后须满灌容重达40 kN/m3的铁砂混凝土。

在天桥焊接作业全部完成且检测合格后，卸载前需充分考虑设计工况带来的施工因素影响，从而做到万无一失。

首先，由于天桥卸载引起的变形会对临时胎架形成一定的水平推力，故卸载前需做好各临时胎架间的加固工作，将其加固联系成一个整体以防局部失稳的情况发生，见图6。

其次，由于天桥西侧端部受拉拔力约200 t，故一定要遵守设计事先拟定的工况，必须在卸载前完成端部铁砂混凝土的浇筑以使其端部自重达到设计值，另外尚需完成端部抗拔钢支座与天桥箱梁及基础埋件的焊接工作使其受力连续，以防卸载过程中出现端部明显上台的现象。

最后，在天桥卸载时，需遵循好各支座点卸载位移同步的原则，逐步卸载直至达到设计值并趋于稳定。

4.4 天桥外饰面防坠控制

建筑师在通盘考虑美术馆本体与钢天桥作为一体的设计后，坚持在该天桥设置与美术馆本体相匹配的外饰面设计，即蜂窝石材外饰面。由于天桥下方均为旅游观光主干道，故一旦后期外饰面发生脱落将造成不可挽回的损失。防坠落措施如图7所示。

在参建各方充分的讨论及探讨下，侧面仍采用石材饰面但增加一定程度的防坠落措施，桥底则将石材饰面改为蜂窝不锈钢板，以确保后期使用安全。

5 结语

随着城市道路交通系统的大规模建设及道路配套设施的逐步完善，闹市区跨街天桥的建设必定越来越多，随之而来就是越来越复杂的建设周边环境、严苛的进度、安全及质量要求，以及设计师对天桥整体美观考虑而带来的外饰面效果。通过参建单位的严格管理及精心策划，该工程在上述几个关键点进行了有效的控制，目前已完成钢天桥卸载施工正进行外饰面幕墙施工阶段。希望此工程的经验可以为后续闹市区的跨街天桥施工带来一点借鉴。