倪 寅 白 鷟 馬廣超

1.中建港務(wù)建設(shè)有限公司 上海 200433；2.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院 上海 200092

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

本工程新建規(guī)劃一路是城市次干路，規(guī)劃紅線寬21 m，路面標(biāo)高為4.5 m，北側(cè)緊鄰長(zhǎng)江大堤且與之平行，南側(cè)為開發(fā)地塊。按控制性詳細(xì)規(guī)劃要求，規(guī)劃一路需滿足多層次交通功能，即要將交通、景觀、防汛通道等多種功能集于一身，按功能豎向分為10.5、4.5、－0.5 m共3個(gè)標(biāo)高。

中間層4.5 m標(biāo)高層為市政道路；上層10.5 m標(biāo)高層為頂蓋景觀綠化；下層－0.5 m標(biāo)高層為地下通道，連接南側(cè)各地塊地下車庫（圖1）。本文著重研究的是10.5 m層頂蓋部分，即總長(zhǎng)約1.4 km呈條形分布的景觀屋面。

圖1 規(guī)劃一路三層式標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

1.2 景觀頂蓋

新建規(guī)劃一路10.5 m標(biāo)高頂蓋區(qū)域，其建設(shè)面積為26 830 m2，南側(cè)連接開發(fā)地塊的商業(yè)區(qū)與公園，北側(cè)連接江堤綠化形成貫穿東西的休閑步道。按初步設(shè)計(jì)，頂蓋景觀內(nèi)容包含綠化種植、道路地坪、水體、構(gòu)筑物小品、豎向土方等（圖2）。由于整個(gè)濱江區(qū)域的景觀需要綜合考慮，方案設(shè)計(jì)需要更多時(shí)間來確定，故規(guī)劃一路頂蓋的最終景觀方案是在主體結(jié)構(gòu)完工后才最終落地。

2 特點(diǎn)、難點(diǎn)分析

2.1 頂標(biāo)高被嚴(yán)格限定

在控制性詳規(guī)中，規(guī)劃一路頂蓋的10.5 m標(biāo)高與市政道路的4.5 m標(biāo)高被嚴(yán)格限定，因此在保證市政道路凈高與頂蓋結(jié)構(gòu)安全的前提下，已經(jīng)無法在10.5 m以上進(jìn)行覆土種植。

圖2 頂蓋景觀示意

2.2 景觀方案嚴(yán)重滯后

由于該區(qū)域整體景觀設(shè)計(jì)必須一體化完成，但規(guī)劃一路必須優(yōu)先于其他工程實(shí)施。因此，在未能完成景觀方案之前，就要完成整個(gè)箱體結(jié)構(gòu)的施工，這也因無法在事先確定如樹池、蓄水池、花壇、步道等位置，增加了施工的不確定性與返工風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 施工場(chǎng)地受到限制

由于規(guī)劃一路頂蓋是東西走向帶狀分布，其北側(cè)江堤與南側(cè)地塊皆無法使用大型施工設(shè)備，且頂蓋自身承重受限，較大設(shè)備亦無法在頂蓋上作業(yè)，故極大增加了施工組織的難度。

3 頂蓋結(jié)構(gòu)研究

3.1 設(shè)計(jì)理念

以21.8 m為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)段長(zhǎng)度，對(duì)規(guī)劃一路的箱體進(jìn)行分段（圖3）。10.5 m層頂蓋采用反梁（上反梁）結(jié)構(gòu)，面板位于頂蓋底部，橫縱梁系位于面板之上[1]，從而形成網(wǎng)格狀棋盤式分布的凹坑，以便在景觀方案落地后，可根據(jù)需求在任意位置的凹坑中填入綠化土種植綠化、改造為景觀噴泉的蓄水池或改裝成小品構(gòu)筑物基礎(chǔ)著力點(diǎn)等，從而完成景觀的布置。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)10.5 m頂蓋結(jié)構(gòu)布置

3.2 結(jié)構(gòu)方案

頂蓋的頂板厚0.30 m，頂部橫向主框架梁間距10.50 m、寬0.40 m、高1.30 m，縱向框架梁寬0.90 m、高1.60 m，中間橫梁間距3.000 m/2.625 m、寬0.40 m、高1.20 m，中間縱梁間距4.10 m、寬0.25 m、高0.80 m。橫梁頂標(biāo)高為10.40 m，預(yù)留0.10 m的鋪裝層，使得整體的完成面頂標(biāo)高嚴(yán)格控制在10.5 m之內(nèi)。

3.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算（分段）

計(jì)算采用PMSAP軟件對(duì)主體結(jié)構(gòu)在恒荷載、活荷載等各類荷載組合作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行分析（圖4）。通過計(jì)算文件可以看出，整體結(jié)構(gòu)在恒荷載、活荷載作用下的結(jié)構(gòu)變形均在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)10.5 m頂蓋結(jié)構(gòu)受力計(jì)算

4 防水與排水研究

4.1 反梁結(jié)構(gòu)防水

研究確立鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水體系，即以結(jié)構(gòu)自防水為根本，采取措施控制結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的開展，增加混凝土的抗?jié)B能力，以接頭防水為重點(diǎn)，做好變形縫、施工縫的接縫防水，輔以外包防水的附加防水措施，形成多道防水、綜合治理的防水體系。

10.5 m層外防水措施：先對(duì)頂板迎水面頂板用水泥砂漿筑找平層并找坡，形成南高北低的1%坡度用于排水，再于頂板迎水面涂刷聚氨酯涂料，而后鋪設(shè)耐根穿刺防水卷材，最后鋪設(shè)細(xì)石混凝土保護(hù)層，并在保護(hù)層下設(shè)聚乙烯薄膜隔離層，從而實(shí)現(xiàn)多道防水的效果[2]。

4.2 反梁結(jié)構(gòu)排水

10.5 m層頂蓋主要是景觀綠化、防汛通道。此部分的雨水排至長(zhǎng)江。在頂蓋靠江側(cè)設(shè)排水溝，頂蓋雨水及連接橋的雨水由排水溝收集后，每隔一定間距設(shè)雨水落水管排入江中。落水管管徑為150mm。

在縱橫梁之間凹坑中的水，通過找坡形成南高北低1%的梯度，并在縱梁中預(yù)埋DN100mm的鋼管，管底標(biāo)高緊貼防水層，將各凹坑內(nèi)的水引入排水溝中收集。收集后的水，一部分排入江中，其余通過雨水落水管匯集入總管，然后排入市政管網(wǎng)。

5 裝配式方案研究

5.1 裝配式的理念

待10.5 m結(jié)構(gòu)層完工后，景觀方案正式落地，其概念在形式和內(nèi)容上都體現(xiàn)海港歷史文化，將綠化池與人行步道按波浪曲線形布置。在頂蓋上布置花卉帶、灌木種植池、花壇種植池、景觀水池、休閑構(gòu)筑物、小廣場(chǎng)等。研究引入裝配式理念，利用小型預(yù)制板將10.5 m層景觀方案中非種植部分（步道及平臺(tái)）的凹坑進(jìn)行封蓋，實(shí)現(xiàn)裝配式施工（圖5）。

圖5 預(yù)制蓋板布置示意

5.2 預(yù)制蓋板設(shè)計(jì)

由于波浪線弧度尺寸的特殊性，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)與歸類，共設(shè)計(jì)使用13種不同尺寸的預(yù)制蓋板，提前進(jìn)行預(yù)制，累計(jì)數(shù)量達(dá)到6 853塊，其中最大的尺寸為寬490mm、厚100mm、長(zhǎng)2 900mm。

研究采用簡(jiǎn)支的方式擱置預(yù)制蓋板，但由于橫梁頂標(biāo)高已是10.4 m，考慮到10.5 m的頂標(biāo)高限制，故蓋板不能擱置在橫梁上，必須另架設(shè)支座。在凹坑內(nèi)緊靠橫梁處使用厚204mm的MU20普通實(shí)心磚砌筑支座，將蓋板擱置在支座上[3]。

5.3 預(yù)制蓋板的移動(dòng)與安裝

本工程預(yù)制蓋板規(guī)格尺寸較小，但是型號(hào)多樣，且相對(duì)工程量較大。為了有效利用工作面、節(jié)約駁運(yùn)成本，為項(xiàng)目節(jié)省機(jī)械設(shè)備臺(tái)班費(fèi)用和施工進(jìn)度的推進(jìn)，自主研發(fā)短距離、不受場(chǎng)地限制的水平運(yùn)輸工具和配套安裝工具。

研究將預(yù)制構(gòu)件場(chǎng)地設(shè)置在頂蓋之上且位于中間位置，施工面向東西兩端延伸，以解決帶狀施工面的限制問題。

平面運(yùn)輸工具主要運(yùn)用于頂蓋上預(yù)制場(chǎng)地與安裝預(yù)制板點(diǎn)位之間的小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，沿頂蓋向兩端縱向運(yùn)輸。由于通道狹窄，障礙雜多，該工具設(shè)計(jì)成輕便細(xì)長(zhǎng)的形狀，并可在梁系上自由移動(dòng)，其主要利用杠桿原理并配合機(jī)電動(dòng)力完成半人力運(yùn)輸。

安裝設(shè)備外形仿照輪胎吊及龍門式起重機(jī)，但是尺寸比二者小很多，設(shè)計(jì)用于兩跨橫梁之間的運(yùn)輸及垂直吊運(yùn)，由于規(guī)劃一路頂蓋橫梁間距為2.0～3.0 m，為非固定值，故安裝設(shè)備可調(diào)節(jié)自身跨度以滿足需求。該設(shè)備裝備有萬向輪，可自由調(diào)節(jié)設(shè)備的移動(dòng)方向，并配有輔助動(dòng)力設(shè)備，可由遙控器控制動(dòng)力的開關(guān)，采用人力與機(jī)電結(jié)合保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行[4-7]。

6 結(jié)語

1）研究采用反梁（上反梁）結(jié)構(gòu)將頂蓋縱橫梁布置成棋盤式網(wǎng)格狀凹坑，用于綠化土回填，有效地解決標(biāo)高受限的問題。并利用多道防水及梁系間開孔排水等手段，解決積水問題。如此一來，無需使用特種結(jié)構(gòu)用于降低結(jié)構(gòu)高度，即變相節(jié)約投資成本。

2）采用裝配式的理念以應(yīng)對(duì)景觀方案滯后的問題，利用預(yù)制的小型構(gòu)件來封蓋景觀綠化不使用的凹坑。這項(xiàng)創(chuàng)新型研究成果，使得項(xiàng)目部在結(jié)構(gòu)層完工后無需停工等待，而可提前預(yù)制一定數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)型蓋板，待景觀方案落地后再按照方案要求補(bǔ)充預(yù)制的非標(biāo)蓋板，極大地節(jié)約了工期及成本。

3）創(chuàng)新性地將預(yù)制蓋板場(chǎng)地安置在頂蓋中段之上，用以滿足帶狀施工面的需求，并自主研發(fā)了水平運(yùn)輸工具和配套安裝工具，具有小型、靈活、輕便、高效等諸多特點(diǎn)。水平運(yùn)輸設(shè)備也極大地降低了人力成本消耗，數(shù)噸重的預(yù)制蓋板只需幾個(gè)施工人員即可輕松高效搬運(yùn)；安裝設(shè)備秉承高效、省力的原則，為項(xiàng)目成本的節(jié)約做出了巨大貢獻(xiàn)。

4）本文為一種裝配式景觀頂蓋的新技術(shù)，綜合運(yùn)用了設(shè)計(jì)與施工的成套技術(shù)手段及措施解決頂標(biāo)高受限制、景觀方案滯后、缺乏有效作業(yè)面這3個(gè)主要矛盾。實(shí)踐證明，該技術(shù)可有效運(yùn)用在規(guī)劃一路項(xiàng)目頂蓋施工中，節(jié)省了資源與工期，亦可在同類項(xiàng)目中進(jìn)行推廣，有著一定的應(yīng)用價(jià)值。