阮恭明，張順清

（重慶通坤建設(shè)工程有限公司，重慶401120）

重慶鵝嶺二廠文創(chuàng)公園項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)天橋技術(shù)解析

阮恭明，張順清

（重慶通坤建設(shè)工程有限公司，重慶401120）

針對(duì)重慶鵝嶺二廠文創(chuàng)公園改造項(xiàng)目中鋼結(jié)構(gòu)天橋設(shè)計(jì)造型獨(dú)特、新穎，改造建設(shè)具有限制條件多、施工難度大、施工工藝和施工質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，該文通過對(duì)該項(xiàng)目施工過程的技術(shù)解析，為類似工程建設(shè)項(xiàng)目施工提供借鑒。

鋼結(jié)構(gòu)；焊接；建模；放樣

重慶鵝嶺二廠文創(chuàng)公園改造中，設(shè)計(jì)師為了體現(xiàn)文創(chuàng)公園和普通舊改的區(qū)別，不能只是簡單地翻新裝修，而是要重點(diǎn)突出文創(chuàng)公園的文化創(chuàng)造的特色，在原有老建筑物1#樓和4#樓之間，設(shè)計(jì)新建了三座造型獨(dú)特新穎的人行天橋[2]。

1 1#天橋

1#天橋位于1#樓與4#樓之間，是4#樓2層通往1#樓2層中部的空中連廊及休息觀光平臺(tái)，采用鋼結(jié)構(gòu)，主梁為工字鋼截面，如圖1。

圖1 1#人行天橋

1.1 天橋基礎(chǔ)

“工字鋼”天橋基礎(chǔ)采用了鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)和鋼筋混凝土加固原獨(dú)立基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式。1#天橋靠4#樓端由于地勢較開闊，鋼柱分部密集，其基礎(chǔ)如圖2所示，采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，在開挖過程中發(fā)現(xiàn)緊挨4#樓側(cè)有一條暗溝，筏板基礎(chǔ)部分懸挑，經(jīng)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算滿足相關(guān)規(guī)范要求。

圖2 1#人行筏板基礎(chǔ)

1#樓側(cè)鋼柱恰好位于架空層梁板上，但其無法承載新增1#天橋荷載。初步設(shè)計(jì)方案如圖3所示，采用在架空層下新增柱、梁結(jié)構(gòu)來獨(dú)立承載，但經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測，架空層下方空間狹窄，無新建獨(dú)立承載結(jié)構(gòu)實(shí)施空間。經(jīng)方案優(yōu)化，采取新建結(jié)構(gòu)與原有框架結(jié)構(gòu)相鄰共用基礎(chǔ)。經(jīng)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，如圖4所示對(duì)原基礎(chǔ)采用了植筋、綁扎鋼筋、澆筑混凝土的方式加大原基礎(chǔ)截面，以提升基礎(chǔ)承載能力。

圖3 1#樓側(cè)鋼柱下新建框架

圖4 1#樓側(cè)獨(dú)立基礎(chǔ)加固

2 2#天橋——“船橋”

1#天橋基礎(chǔ)緊鄰原有建筑物，為防止對(duì)原基礎(chǔ)的破壞，施工過程中采用人工開挖的方式，嚴(yán)格控制開挖深度，避免開挖深度超過既有建筑物基礎(chǔ)深度對(duì)基礎(chǔ)持力層產(chǎn)生局部破壞，影響既有基礎(chǔ)地基承載力。采用人工開挖可避免施工機(jī)械震動(dòng)對(duì)原有基礎(chǔ)和地基擾動(dòng)，同時(shí)，開挖過程中在基坑四周做好擋水墻和排水溝，并搭設(shè)遮雨篷防止雨水匯集對(duì)地基的浸泡；開挖后立即澆筑混凝土墊層進(jìn)行封底，加快施工進(jìn)度，減少原基礎(chǔ)持力巖土層外露時(shí)間。

1.2 “工字鋼”鋼天橋主體結(jié)構(gòu)

“工字鋼”天橋墩柱及主梁均采用工字型鋼，次梁采用槽鋼和角鋼，花紋防滑鋼板橋面，定制柳鋼焊接欄桿[1]。如圖5所示墩柱底部設(shè)置柱角端板，采用預(yù)埋地腳螺栓連接；墩柱頂部靠4#樓側(cè)采用焊接端板用高強(qiáng)螺栓與主梁連接，靠1#樓側(cè)設(shè)置GJZ板式橡膠支座支撐主梁上；主梁內(nèi)側(cè)焊接肋板，用高強(qiáng)螺栓與次梁連接如圖6所示；次梁與次梁采用焊接連接，橋面花紋鋼板直接鋪裝在次梁上，底部與次梁焊接，花紋鋼板和主梁焊接固定；欄桿與主梁采用焊接固定。

圖5 柱角連接大樣

圖6 主梁與柱、梁連接大樣

2#天橋外形為一船形鋼結(jié)構(gòu)天橋，位于1#樓與4#樓之間，靠1#、4#樓東側(cè)，是4#樓2層?xùn)|側(cè)通往1#樓2層?xùn)|側(cè)的空中連廊及休息觀光平臺(tái)。船橋由鋼箱梁、主次梁、鋼板焊接船型骨架、船形鋼板和橋面鋼板五個(gè)部分組成。

2.1 鋼橫梁

“船橋”在設(shè)計(jì)時(shí)，采用了鋼橫梁的受力形式，即在原有鋼筋混凝土梁外側(cè)四周用鋼板焊接一箱形梁，橋主梁及所受荷載直接傳遞給鋼橫梁，通過鋼橫梁傳遞給原結(jié)構(gòu)加固“鋼包柱”再傳遞到基礎(chǔ)[2]。鋼箱梁與“鋼包柱”采用高強(qiáng)螺栓和焊接的方式連接，鋼橫梁與原鋼筋混凝土梁分開受力，互不影響。鋼橫梁先在地面上焊接好三面，形成一個(gè)“門”字型，吊裝扣至到梁上，然后焊接另一面鋼板。

2.2 主、次梁及橋面鋼板

“船橋”主梁采用2根工字鋼作為受力梁，靠4#樓側(cè)為固定端支座，采用焊接和高強(qiáng)螺栓連接的方式與鋼箱梁連接；1#樓側(cè)為柔性約束，主梁下采用GJZ板式橡膠支座放置在鋼箱梁上，保證橋在溫度、荷載和地震條件作用下有充足的可變形伸縮量，確保橋的安全和可靠性。采用工字鋼作為次梁，在主梁內(nèi)側(cè)焊接肋板，次梁采用高強(qiáng)度螺栓和肋板連接的同時(shí)與主梁焊接，因橋的次梁分割會(huì)影響到橋體主龍骨和船形鋼板的分割，在主梁施工完成后需精細(xì)測量橋主梁、箱梁、及與兩側(cè)樓構(gòu)筑物的位置關(guān)系，然后根據(jù)“船”體主龍骨分布位置結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)建模、調(diào)整確定次梁位置，最后焊接和用螺栓固定次梁。主、次梁安裝完成后，安裝橋面鋼板，與主次梁焊接固定。

2.3 “船橋”船體主龍骨

“船橋”船體主龍骨為鋼板切割鋼龍骨，現(xiàn)場拼接焊接而成，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際尺寸利用計(jì)算機(jī)建模、放樣，采用激光切割下料；龍骨下料后鋼板受熱加工有一定的曲翹，經(jīng)過校平后現(xiàn)場拼裝焊接。龍骨安裝過程中龍骨之間加臨時(shí)支撐，確保龍骨位置準(zhǔn)確性，臨時(shí)支撐安裝船型鋼板時(shí)，安裝一跨拆除一跨。

2.4 船形鋼板

“船橋”外側(cè)船形鋼板是根據(jù)主龍骨分割成多塊雙曲面鋼板拼接而成，鋼板上設(shè)計(jì)有獨(dú)特的“建筑符號(hào)”，因曲率和鋼板加工變形量的不同，雙曲面鋼板的精確展平在眾多行業(yè)內(nèi)一直是一個(gè)未解決難點(diǎn)，難以做到一次性精確無誤地展開和加工下料成型。該橋施工中如圖7所示，首先利用計(jì)算機(jī)軟件建立雙曲面鋼板模型，然后根據(jù)鋼板尺寸和龍骨分隔對(duì)雙曲面鋼板進(jìn)行分塊，利用計(jì)算機(jī)軟件把分割好的雙曲面鋼板展平，然后采用激光切割成形，鋼板切割下料時(shí)要留有余量；切割好的平面鋼板經(jīng)專業(yè)加工廠預(yù)先加工，初加工成所需的雙曲面鋼板；現(xiàn)場先把加工好的雙曲面鋼板在焊接好的龍骨上預(yù)先拼裝和精確加工、切割、調(diào)整，最后逐塊拼接、安裝焊接固定。

2.5 “船橋”橋面鋪裝

“船橋”連通的兩棟樓樓層標(biāo)高不同，1#樓側(cè)比4#樓側(cè)樓面高400mm，設(shè)計(jì)師獨(dú)具匠心地把橋面設(shè)計(jì)成了一個(gè)拱形橋面，在橋面鋼板上預(yù)先焊接固定鐵件，用對(duì)穿螺桿連接木龍骨，然后用木龍骨搭建一個(gè)拱形龍骨骨架，在木龍骨骨架上鋪設(shè)木板橋面。

圖7 利用計(jì)算機(jī)建模放樣

3 3#天橋

3#天橋位于2#天橋下方。該橋選用了“2#船橋”相同的受力形式。橋兩側(cè)設(shè)置鋼箱梁和牛腿承受橋梁荷載，箱梁和牛腿采用焊接和高強(qiáng)螺栓固定在原結(jié)構(gòu)加固“鋼包柱”上；主梁與鋼箱梁4#樓側(cè)采用焊接和高強(qiáng)螺栓連接形成固定端支座，1#樓側(cè)主梁下采用GJZ板式橡膠支座放置在鋼箱梁上和牛腿上形成柔性約束。設(shè)計(jì)選用H型鋼作為主、次梁，主梁焊接放置固定在主梁上，次梁與次梁選用焊接和高強(qiáng)螺栓連接。鋼板橋面和實(shí)木木板裝飾面層，鋼板橋面直接與次梁焊接固定；木板橋面的鋪裝是在橋面鋼板上預(yù)先焊接固定鐵件，用對(duì)穿螺桿連接木龍骨，然后在龍骨上鋪裝橋面木板，木板與龍骨采用自攻螺栓連接固定。天橋欄桿為鋼板欄桿，用矩管在橋面上焊接成欄桿立柱，立柱頂部采用槽鋼包邊封頂，立柱外焊接雕刻有“建筑符號(hào)”的鋼板欄板。

4 吊裝技術(shù)

當(dāng)今大型鋼結(jié)構(gòu)施工一般多采用機(jī)械吊裝輔助施工。該工程施工中，因受道路、場地、空中架空線路、兩側(cè)原有建筑物等地理?xiàng)l件環(huán)境限制，不能使用大型運(yùn)輸和吊裝機(jī)械設(shè)備，只能選用小型的電動(dòng)和手動(dòng)吊裝工具。需要根據(jù)不同的施工部位，結(jié)合實(shí)際情況利用已有或新建的建筑結(jié)構(gòu)和搭設(shè)施工架體，設(shè)計(jì)選用不同的施工措施和施工機(jī)具。吊裝前首先進(jìn)行受力結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算，必要時(shí)采取臨時(shí)加固措施，確保原結(jié)構(gòu)和施工安全。

5 結(jié)語

施工方案選擇要結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場環(huán)境確定，對(duì)特殊復(fù)雜的造型充分利用計(jì)算機(jī)軟件輔助施工放樣；特殊施工工藝和加工工藝要預(yù)先做好充分市場調(diào)研工作進(jìn)行技術(shù)分析，探討實(shí)施的方法和措施。如圖8所示，該項(xiàng)目利用傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代措施相結(jié)合進(jìn)行施工，從而達(dá)到縮短工期、節(jié)約成本和保證施工質(zhì)量的目標(biāo)。

圖8 吊裝方法

[1]徐猛勇，申勇康，田利萍.鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[M].鄭州：黃河水利出版社，2013.

[2]陳紹蕃，顧強(qiáng).鋼結(jié)構(gòu)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003：373-374.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

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According to the unique novel design,multiply limitations on reconstruction and renovation,hard construction and highly required construction technique and quality,this paper offers some references for similar projects by presenting technical analysis on the TESTBED 2 project.

steel structure;welding;model establishment;lofting

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.06.072

TU745.5

A

1671-9107（2017）06-0072-03

2017-05-09

阮恭明（1988-），男，重慶人，大專，主要從事建筑工程施工管理工作。