凤鸣中学人行天桥工程结构设计与施工研究

景文艺

（晋城市市政工程有限公司，山西晋城 048000）

0 引言

随着建筑工程的建设数量逐渐增加，人们对工程建设安全性的关注正急速增加，为更好地提升天桥工程建设质量，应重视该内部结构的整体设计并严格遵循各项施工步骤，有效提升施工建设的科学性，为人们的出行安全打下较佳基础。

1 凤鸣中学人行天桥工程概况

为更好地研究天桥工程结构设计与施工效果，研究人员以凤鸣中学人行天桥工程的具体建设为例，详细阐述了该类结构设计与施工的全过程。

具体来看，凤鸣中学人行天桥工程的具体位置位于晋城市文博路凤鸣中学正门的30m 处，该路段的交通流量极大，在放学与上学的时间段内会出现大量机动车、非机动车，给道路交通带来较大影响，在完成该类天桥的修建后，各种类型车辆的运行效率将得到极大好转。从天桥整体结构上看，其采用连续钢箱梁结构，主桥的宽度为4m，长度为34m，梯道宽度在2.7m 左右，整体长度为42.26m，主桥底部选用了混凝土钢管柱墩，其直径在0.65m 上下，在进行正式建设前，设计人员要全面考虑该区域的水文气象、地质地貌与自然地理等条件。

2 天桥工程结构设计的主要步骤

2.1 天桥选址

在进行天桥工程结构的整体设计前，相关人员应合理挑选具体的天桥位置。一般来讲，天桥选址的合理性将直接影响天桥内部各项作用的发挥，而影响其选址效果的要素较多，如过街需求、地下管线、道路性质等都会对选址结果造成较大影响。天桥梯道落位的具体位置会给天桥选址带来较大影响，尤其是天桥仅设计出单侧梯道时，在人行道具体数值存在一定规定的情况下，其梯道宽度需设定为天桥宽度的1~2 倍，若人行道宽度为3m，则梯道宽度要在3~6m 之间，当该类道路设计不合理时，会为天桥选址带来些许困难[1]。总的来说，天桥位置应及时满足多数人民群众与交通需求，给其带来不同程度的便利。针对城市中心区域而言，在其周边建筑物与环境限制的情况下，设计人员应精准管控其地下管线的位置。

2.2 天桥选型

从天桥工程的选型上看，由于该类建筑物在日常生活中与居民的接触较频繁，在实际设计前要适当关注该类工程的近视美与远观美，其内部主体造型需要与周遭环境建筑物相协调，并适当考虑该类天桥的铺装与色彩，使工程项目同时带有现代美与古典美。针对天桥工程的建设风格而言，可将其精准定位成“城市小品”，如图1 所示，在布置人行天桥平面的过程中，须严格遵循对称、简单等基础性原则，其整体曲线须与周围环境相协调，若该天桥跨越路口则要利用四周道路来严格控制其净高，并将该桥面布置成水平状，合理调整该桥梁的整体高度，促进其与周围建筑物的统一协调。

图1 天桥工程建设的具体类型

2.3 结构样式

在完成天桥桥型的选择后，相关人员还要明确该桥梁样式。具体来看，依照不同天桥的具体位置，可挑选对应的结构样式，当前较流行的结构样式为拱桥、桁架与连续梁等。针对道路的交叉口而言，相关人员可选用环形钢箱梁结构，在选用该类结构后，该桥梁的结构跨度将增加，并带有明确简单的受力值，该类天桥结构可有效解决此前存在的道路交通问题，提升人民群众在该类桥梁中的通过量，提升其与周围环境的协调性[2]。此外，若选择混凝土式的连续桥梁，则可将其该结构安置在直线路段内，外观平面布置样式可采用“工”字型。由于该类结构带有施工造价成本低，且施工较方便的优势，在天桥工程中的应用较为广泛。在使用该项结构时，施工人员应合理挑选建设材料，借助材料内部性能的科学性来保障桥梁道路的建设质量。

2.4 结构设计

一般来讲，在开展天桥工程结构施工前，须对该项目进行整体的结构设计，在该工程设计中，其主要内容包含自振频率设计、强度设计预拱度设计等。针对自振频率设计而言，基于天桥工程的建设荷载要详尽考虑行人的具体情况。每个人的步行都带有独特的步行频率，在经过精准测量后，研究人员发现多数人的步行频率差别不大，通常在2Hz 上下。为防止步行频率给结构设计效果带来较大影响，天桥内部的自振频率须设定在3Hz 左右；而对于天桥工程内部的强度设计来说，无论是钢还是混凝土材料，其承受力荷载都要拥有一定的强度，即处在极限状态时也能抗扭、抗剪与抗弯。在完成结构设计后还要对其内部数值进行适当验算，继而保持其局部与整体的稳定。针对预拱度而言，由于其处在连续梁内，在结构重力下可抵消该类重力下的扰度，让整个桥面保持一定的稳定，从钢结构角度上看，在计算扰度值时可削减纵向劲肋的数值，降低其整体变形值。

3 天桥工程结构施工的具体流程

3.1 施工测量

在完成天桥工程结构设计后，施工人员须根据其具体设计内容实行必要的工程施工，而施工测量则为该类工程建设的重要任务。一般来讲，在进行工程内部的施工测量时，相关人员要严格依照精准仪器来完成不同施工位置的测算工作，使该类数据带有有效性、准确性，若对该类数值存在异议，则要与项目监理师共同核实。天桥工程的施工测量数据控制多为水准点与三角网点，根据该工程建设的具体情况来确认不同拐点的控制坐标，再对保护桩实行不同程度的保护。在完成水准点与三角网点的测量控制后，施工人员根据该项数据信息来合理确认具体的施工位置，利用精细度较高的仪器来完善项目数据测量工作，并参照该类数值对施工方位实行全面考察，若该建设情况与数据信息不符，则要快速查明引发不同的原因，从而利用有效措施规避可能出现的施工问题[3]。

3.2 管控施工顺序

在完成必要的施工测量后，施工人员应依照已经获取的数据，及时制定合适的施工工序，利用其内部各项工序的合理性来增进施工安全、改善项目建设质量。具体来看，以人工挖孔灌注桩施工为例，首先，在实行该项工序前，施工人员应整平场地，利用放线测量来完成各项桩体的位置定位，再挖置第一节桩孔土方，并浇筑第一节的混凝土护壁；其次，在完成混凝土护壁的浇筑后，安置照明、通风、排水等基础设施，在清理桩孔后开展第二届桩孔土方的挖置，利用对应性模板来校正桩孔的直径与垂直度，再完成第二节混凝土护壁的浇筑工作；最后，在完成该类工序后要实行必要的重复作业，在确认各施工工序的数值后，要及时排除积水、清理虚土，及时吊放钢筋笼，继而开展桩身混凝土的浇筑工作，有效提高人工灌注桩施工质量。通过该类桩体施工的例子可看出，确认施工顺序在工程项目建设中的重要性，其能帮助施工人员精准找出施工存在的问题，增加问题解决的方案。值得一提的是，为更好地管控基桩施工质量，全桥桩基础都要实行超声波监控，每根桩都要设置声测管，借用声测法来完成质量检验，只有桩基处在Ⅱ类以上标准时才能实行上部结构施工。

3.3 开展钢结构制作

在进行天桥工程内部钢结构制作前，相关人员应率先开展样板制作，即确认该类样板的长度与宽度，在该曲线样板中确定任意点数值，并规定其允许偏差。在完成样板制作的内部数值后，要确认该装置中的号料、下料、胎架制作与拼装值等。针对该结构工程的焊接内容，施工人员还要及时确定其焊接后的允许偏差值，产生该类偏差值的原因在于其焊接接头与焊件处理存在不科学现象，只有在完成检查且其质量与项目建设标准相符后才能进行钢结构焊接。值得一提的是，要注意其具体的焊接形式，可借用V 形坡口呈现，若进行焊接切割，其内部切口不可出现裂纹，所有焊口都要实行无损探伤检验，待合格后才能进入到下一步安装工序中[4]。

4 凤鸣中学人行天桥工程的结构设计与施工过程

4.1 确认工程位置

在进行凤鸣中学人行天桥工程项目的结构设计与施工前，相关人员应精准确认该工程项目的建设位置，并确定该区域道路交通的具体情况。具体来看，该人行天桥工程位于凤鸣中学正门与晋城市三馆（图书馆+档案馆+美术馆）之间，文博路凤鸣小学和晋城市职业技术学院后门附近，其处在人行道与文化区域的交接处，人口较密集，城市道路内部还带有大量车辆，不仅给城市交通造成了较大压力，还影响广大行人的交通安全，因而该工程位置设计较关键。经过相关部门研究，该工程在完成设计施工后，不但要给广大行人带来极大便利，实现人车分流，还要及时改善当前交通管理现状，缓解交通运行的压力。此外，由于该人行天桥工程与三所学校和三馆相邻，该地区周围又有多家商务写字楼、超市、商业设施与医院等办公场所，会带来较为密集的人流量，行人过街也存在大量需求，且为市区东部次干道，因而该区域的交通位置较为重要。若存在交通秩序杂乱、行人随意穿越等不良现象时，则会产生较严重的人车拥堵问题，给交通安全与交通质量的管控带来较大挑战，因而在建设人行天桥工程时须将现场交通要素纳入到该项目的考虑范畴中。

4.2 强化现场管线设计

在完成人行天桥工程的位置选择后，相关人员应对施工现场的管线进行合理化设计。在经过实地勘测后，人行天桥工程的具体管线共有6 种，即热力、电缆、通讯、自来水、污水与雨水管线，必要时可微调桥桩基位置，以避开现有正在使用运行的管线，加快工期并且减小前期投资。同时，在实现现场管线设计的过程中，相关人员还要合理制定人行天桥工程建设的技术标准，其具体项目包含桥下净空、桥梁净宽、梯道净宽、风荷载、人群荷载与地基承载力等，该项目对应的数值分别为5.5m、3.7m、2.4m、0.5kN/m2、4.5kN/m2、120kPa 等。此外，项目管理人员在确认人行天桥工程各内部项目的建设标准后，要对工程实行总体设计，在设计前须全面考虑该类道路的交通压力，在满足道路交通内部各项功能后，及时确认该类道路的整体造型。比如，在布置梯道项目时，相关人员应合理考虑该类道路建设的实际情况，可在与人行道距离较近的位置设计自动扶梯，而扶梯的不同落脚处要对应适宜的功能建筑群，为广大行人与城市管理者提供便利。

4.3 实行结构计算

在进行专业性施工前，相关人员应精准计算与人行天桥工程内部结构相关的各项数值，利用该项数值来更好地指导结构施工。一般来讲，主桥使用的材料多为截面钢箱梁，其高度处在1.6m 左右，该箱梁内部要设置适宜的纵向肋板与横隔板，其截面形态多为双室单箱布置。为保证钢箱梁内部整体结构强度的合理性，对其钢箱梁的整体状态实行了变形测试，其具体数值如表1 所示。

表1 钢箱梁变形后的计算结果

在掌握钢箱梁的变形结果后，相关人员可依照该项数值来开展钢箱梁的荷载值计算，继而有效确认该类装置的整体强度，该类数值与项目结构设计标准相符。在完成钢箱梁整体荷载值的计算后，相关人员还要利用适宜方式来验算天桥的振型频率，其具体数值如表2 所示。

表2 天桥振型频率

在及时掌控该天桥工程振型频率，研究人员可精准分析出影响其振型频率的适宜周期，在完成对该类参数的选择后，可提高人行天桥工程设计的合理性、科学性。

4.4 开展专业性施工

一方面，在进行专业性施工前，施工人员应明确该人行天桥工程的整体结构设计参数，利用该项参数来进行工程项目建设。比如，在实行钢结构焊接以前，要保护该材料的内部性能，即对该结构表面实行一定的预处理，及时清理焊渣、油脂、锈蚀与氧经皮等，其粗糙度与清洁度都要与施工建设标准相符，在完成表面处理后，应及时挑选磨料种类与具体喷射工艺，该工艺相关的数据指标如表3 所示，在了解该类数值后，才能对该类材料实行合理喷涂[5]。

表3 磨料类型与具体的喷射工艺指标

另一方面，在进行人行天桥施工的过程中，施工人员应利用相关制度有效管控工程项目建设带来的变化，比如，在该类工程项目中存在不同类型的隐蔽工程或附属工程，施工人员在进行项目建设前，还要合理测算该环节的各项工程建设值，利用对该项工程的合理管控来减少施工误差可能带来的影响。在完成人行天桥施工后，项目管理者应依照此前开展的项目建设标准来检验施工质量。

4.5 施工后检验

在完成凤鸣中学人行天桥工程的结构施工后，其整体结构如图2 所示，其展现出了该工程建设的全貌。项目管控者可适当审查项目内部施工材料的使用情况与规范等。比如，在开展项目建设前，施工人员应确认该天桥结构施工选用的材料类型，其包含C40 混凝土、C30 混凝土、C20 混凝土、钢筋、钢材、栏杆、支座、排水管、声测管与地脚螺栓等，再根据该类材料确认具体的使用数量与应用方法，在确保该类数值信息较准确的情况下，合理开展施工材料质量检验，并确定各施工材料的应用质量。值得一提的是，在完成施工材料检测后，项目管理者还应精准明确此类桥墩的具体承载力，若该承载力未能达到使用标准则不可投入使用。而凤鸣中学人行天桥工程的结构荷载与此前制定的施工标准相符，再经过检测后方可正式投入使用。

图2 人行天桥工程结构施工完工

5 结语

综上所述，在开展人行天桥工程结构设计的过程中，项目管理者应明确该工程内部的整体结构，在提升结构设计科学性的前提下，将该项设计更好地应用在具体施工中，继而在全面保障天桥施工质量的前提下，降低施工成本，提升该类企业的综合效益。