朱德強

（廈門市市政建設(shè)開發(fā)有限公司， 福建 廈門 361000）

1 節(jié)點二橋梁工程概況

廈門山海健康步道景觀提升工程是為民辦實事的重要項目，連接原有的地面步道系統(tǒng)形成完整的慢行步道系統(tǒng)，其空間利用率高、安全舒適的步行環(huán)境、靈活多樣空間形態(tài)等特征優(yōu)勢。山海健康步道的“創(chuàng)新之道”主要體現(xiàn)在步道沿線設(shè)置的七座節(jié)點橋梁，橋梁設(shè)計感十足，造型新穎，從設(shè)計到建造工藝都屬國內(nèi)首創(chuàng)仍至世界之最，形成一橋一景。節(jié)點橋梁的建造對參建各方既是機遇，也是挑戰(zhàn)。節(jié)點二橋梁通過國際方案征集中標(biāo)、由丹麥 DW 方案團(tuán)隊設(shè)計的這座節(jié)點橋梁橋型新穎，采用的是“單塔（大傾角鉸結(jié)支承型 V 塔）+單側(cè)懸掛（空間單索面）+曲線懸索橋體系（柔性橋面體系）”，其跨徑達(dá)到 216.7 m，建成后屬同類型人行橋跨徑世界之最，橋塔與主梁通過 2 根主纜和 4 根背索以及 34 根懸掛索形成自平衡漂浮體系（圖1）。

圖1 節(jié)點二橋梁結(jié)構(gòu)示意圖

2 完備縝密的前期設(shè)計

2.1 分項試驗研究是項目有序開展的保障

因橋梁跨徑大、體系復(fù)雜且為空間異形索承人行橋結(jié)構(gòu)，在廈門多臺風(fēng)且高抗震設(shè)防的橋位環(huán)境下，項目前期組織及協(xié)調(diào)設(shè)計單位、結(jié)構(gòu)咨詢團(tuán)隊、分項試驗（包括抗風(fēng)、抗震、減振）研究各高校團(tuán)隊、施工監(jiān)控團(tuán)隊、特殊產(chǎn)品設(shè)備廠家等國內(nèi)外一流的設(shè)計咨詢團(tuán)隊（專家），攻艱克難、大膽創(chuàng)新，逐一攻破如Φ140mm 密閉高釩索及索具制作與安裝、Φ600mm 球鉸支座制作與轉(zhuǎn)動性能、超大跨單側(cè)索承結(jié)構(gòu)體系抗風(fēng)減振等技術(shù)難題，完成了從橋型方案效果圖到實際橋梁的完美變身，實現(xiàn)了繼德國蓋深凱爾人行橋（153m 跨徑）、上海迪士尼星愿橋（120m 跨徑）之后的該類型人行橋世界級跨徑的挑戰(zhàn)。前期過程中調(diào)用國內(nèi)外的技術(shù)專家團(tuán)隊提供強有力的技術(shù)支撐，充分實驗、論證、復(fù)核優(yōu)化，懷揣著對技術(shù)質(zhì)量嚴(yán)謹(jǐn)審慎的心態(tài)是工程建設(shè)者的初心。如梭形橋塔下的Φ600mm 球鉸支座在市政橋梁上國內(nèi)外應(yīng)用罕見，關(guān)于球鉸支座的轉(zhuǎn)動形態(tài)及受力狀態(tài)沒有成熟數(shù)據(jù)及經(jīng)驗可查，為了更好的指導(dǎo)橋梁施工及成橋階段的安全運營，委托第三方檢測單位通過球鉸支座足尺 1:1 模型的荷載加載模擬試驗，結(jié)合試驗取得的參數(shù)分析結(jié)論作為施工具體方案及工況監(jiān)控指令細(xì)化的重要指導(dǎo)依據(jù)。

2.2 密閉高釩索（含索具）比選（新材料把控）

主纜是懸索橋體系的重要受力、傳力構(gòu)件，索承結(jié)構(gòu)的重要生命線，為了滿足節(jié)點橋梁造型輕巧美觀、重要構(gòu)件防腐耐久及后期管養(yǎng)等要求，主纜設(shè)計采用密閉高釩索（鋅鋁稀土鍍層密閉索）這一新材料（原主要用于大跨度公建設(shè)施的受力構(gòu)件，運用環(huán)境的新挑戰(zhàn)）， 根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)受力的需要（Φ 140mm 密閉高釩索）結(jié)合整體工期的安排，組織了對國內(nèi)索材（具）廠家的調(diào)研考察、工程實例的考察求證（北京冬奧速滑館及銅仁奧體中心等國家級大型項目）、制作安裝的專項專家論證會、設(shè)計驗收技術(shù)指標(biāo)的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換、制作過程的全過程旁站監(jiān)管、第三方檢測單位檢測等一系列完整的論證比選過程，體現(xiàn)了過程管理中的全面、細(xì)致。

2.3 國內(nèi)首創(chuàng)背索張拉實現(xiàn)體系轉(zhuǎn)換施工方案

橋梁上跨仙岳路及海滄大橋引橋等城市快速路，橋位環(huán)境交通繁忙，僅仙岳路導(dǎo)流島的實施場地空間有限，在復(fù)雜的橋位環(huán)境下如何順利且安全地實現(xiàn)體系轉(zhuǎn)換，是大跨異型人行橋建設(shè)要面對和解決的核心問題。施工單位進(jìn)場后，即組織參建各方一方面收集梳理相關(guān)工程案例的經(jīng)驗（如上海迪士尼的星愿橋采用的落梁法、廈門山海健康步道節(jié)點三的落梁法及國外相關(guān)同類型橋梁的背索張拉法），另一方面基于試驗充分論證、縝密驗算，經(jīng)過多輪針尖對麥芒的討論、咨詢、優(yōu)化再論證之后，明確采用“V 塔支架安裝就位+背索張拉實現(xiàn)體系轉(zhuǎn)換”的橋梁總體施工方案，最終順利趕在臺風(fēng)季到來之前順利完成了體系轉(zhuǎn)換，是節(jié)點二橋梁基于橋梁結(jié)構(gòu)體系和橋位建設(shè)環(huán)境下的創(chuàng)新嘗試。

3 關(guān)鍵工序精心策劃

（1）針對國內(nèi)采用新材料、突破性大尺寸的 140mm 密閉高釩索產(chǎn)品。各參建單位的駐廠人員全程跟蹤每批構(gòu)件加工質(zhì)量，嚴(yán)格把控澆筑工藝、加強試驗檢測及出廠前成品索預(yù)、超張拉等工藝流程。成品供貨前按設(shè)計要求送第三方檢測進(jìn)行靜載、疲勞、蠕變及索夾抗滑移的實驗，確保滿足設(shè)計及規(guī)范的要求。

（2）鋼結(jié)構(gòu)廠家考察。根據(jù)橋梁橋位環(huán)境交通繁忙、實施場地空間有限的特點，項目前期鋼結(jié)構(gòu)廠家考察重點放在對鋼結(jié)構(gòu)安裝施工經(jīng)驗豐富的廠家。

（3）人行振動和風(fēng)致振動的控制措施（設(shè)置阻尼器）。橋梁為獨塔單索面曲線懸索橋，主橋跨度大且主梁采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，具有阻尼小的特點。因此必須通過對行人激勵下的人致振動問題進(jìn)行研究、評價行走舒適性，并提出合適的減振措施。本橋模態(tài)振型耦合現(xiàn)象嚴(yán)重，不僅有主梁與橋塔、主纜耦合振型，還有主梁豎向與側(cè)向耦合振型，現(xiàn)場實測表明實際耦合現(xiàn)象比理論值嚴(yán)重。根據(jù)國內(nèi)外人致振動控制經(jīng)驗，本次采用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(Tuned Mass Dampers，TMD)進(jìn)行減振。橋塔塔頂橫向與順向出現(xiàn)明顯風(fēng)致渦振，結(jié)合試驗研究，通過橋塔內(nèi)部設(shè)置 TMD 減振裝置控制橋塔的渦激振動問題。

（4）項目五方責(zé)任主體的里程碑節(jié)點清晰明確。在體系轉(zhuǎn)換的重要工序上體現(xiàn)的尤其明顯，體系轉(zhuǎn)換前明確各參建方（具體到個人）的職責(zé)，在監(jiān)控單位統(tǒng)一指令下順利完成了節(jié)點二橋梁最為關(guān)鍵的國內(nèi)首創(chuàng)的“背索張拉”體系轉(zhuǎn)換工藝。

4 施工難點與工藝優(yōu)化

（1）錨具脆性破壞。對設(shè)計單位設(shè)計采用的錨具錨杯形式及材料組成沒有充分了解收集結(jié)合國內(nèi)鑄造、鍛造的工藝質(zhì)量生產(chǎn)現(xiàn)狀并進(jìn)行針對性地分析論證，對設(shè)計單位的室內(nèi)索結(jié)構(gòu)材質(zhì)應(yīng)用于室外的適用性預(yù)判不足，困難認(rèn)識不足，實際上橋梁最終材質(zhì)、工藝變更是通過多次考察及技術(shù)論證后，采用室內(nèi)索結(jié)構(gòu)與室外橋梁錨具材質(zhì)相結(jié)合的方式。應(yīng)該來說，國內(nèi)采用新材料、突破性大尺寸及工藝，要在項目前期利用充分的時間通過論證、試驗等科研課題。短時間內(nèi)利用國外成熟工藝及標(biāo)準(zhǔn)，未結(jié)合國內(nèi)廠家實際工藝和加工水平，當(dāng)前階段鑄件產(chǎn)品合格率較低，但從某種意義上來講推動了國內(nèi)鑄造行業(yè)的創(chuàng)新與進(jìn)步，加快新材料新工藝技術(shù)更新的步伐。

（2）水平推力試驗。橋梁的結(jié)構(gòu)體系最終的主纜力通過橋臺（主纜）錨碇傳力至兩側(cè)山體，對樁基的水平承載力及抗推剛度提出較高要求，但受限于場地空間及對傳統(tǒng)樁基驗收的 理解，在成樁后才進(jìn)行水平靜載試驗驗收，經(jīng)過一波三折的試驗、論證、加固再試驗后，最 終樁基通過試驗驗收，滿足設(shè)計要求?？偨Y(jié)該類型的橋梁地基、基礎(chǔ)是根本，除了對橋位基礎(chǔ)處現(xiàn)狀管線的探摸排查確定可實施性外，對樁基（地基）特殊受力要求的試樁明確土力學(xué)參數(shù)、逐孔逐樁詳勘亦需要在項目前期未雨綢繆，充分調(diào)查清楚。

5 消除安全短板、依法施工

（1）安全事故，偶然中有必然，美國著名安全工程師海因里希提出的“300∶29∶1”海因里希事故法則"。這個法則意為:當(dāng)一個項目過程有 300 起隱患或違章，必然要發(fā)生 29 起輕傷或故障，另外還有一起重傷、死亡或重大事故。

（2）安全作為建筑工程施工中的主要內(nèi)容，其以人身安全、設(shè)備安全及建設(shè)安全為核心要素，但個人認(rèn)為安全管理就是控制不可控的原則，安全管理不應(yīng)該僅僅停留在“安全三寶”的管理上，可以更細(xì)心發(fā)現(xiàn)更多的存在安全隱患點，針對節(jié)點二橋梁的特性，在工程安全隱患的監(jiān)管上，我們對橋梁的觀景平臺高邊坡（綠化防護(hù)之前）、橋梁支架臨時支撐體系每周進(jìn)行一次沉降位移觀測沉降位移進(jìn)行觀測。

（3）依法施工是基本要求，這是項目組織順利的基本前期條件。項目僅是紅線范圍的“批文”，它必須遵守其紅線范圍內(nèi)所有固有物態(tài)的法規(guī)、法律等，如環(huán)保、電力通信、鐵路、交通等。

6 施工注意事項

（1）索體錨端錨具與橋梁鋼焊接問題。橋梁的索承結(jié)構(gòu)綜合暴露出索體錨端、或索材等采用高強鑄鋼材質(zhì)與橋梁鋼之間的現(xiàn)場焊接延遲裂縫問題，除提高對鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接工藝評定的要求外，還應(yīng)充分結(jié)合施工方案、焊接施工場地條件等對上述重要連接位置的構(gòu)件形式（鑄件或鋼錨箱）、材質(zhì)、連接形式進(jìn)行充分的試驗、論證，并在現(xiàn)場通過質(zhì)量把控、第三 方檢測驗收等多措施保證節(jié)點質(zhì)量，提高安全儲備。

（2）未結(jié)合BIM 應(yīng)用，耳板糾偏工作難度大。橋梁在設(shè)計方案階段運用 BIM 技術(shù)建立空間模型，提前發(fā)現(xiàn)平面化表現(xiàn)圖紙可能潛在的問題，起到校核設(shè)計的作用，避免圖紙設(shè)計變更；但在施工配合階段，針對空間索承結(jié)構(gòu)的空間幾何特性，若能充分利用 BIM 技術(shù)對懸掛索在主纜索夾及橋面梁耳板進(jìn)行空間仿真模擬定位，就能校核分析懸掛索索夾及主梁耳板的現(xiàn)場安裝角度與理論監(jiān)控值存在的偏差，提高現(xiàn)場定位安裝的精度、減少糾偏工作量，更高效地推動項目實施進(jìn)度。

（3）管理項目，應(yīng)該要用可逆性思維來分析、判斷。如橋梁 V 塔支架和臨時纜風(fēng)錨錠基礎(chǔ)都根據(jù)運營后的需求，按照臨永結(jié)合的方式，相應(yīng)保留砼基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

（4）學(xué)會如何加強對監(jiān)理單位的管理。監(jiān)理單位是項目實施過程中主要監(jiān)督、控制者之一，如何加強對監(jiān)理人的管理，確保監(jiān)理認(rèn)真、負(fù)責(zé)的監(jiān)管工程，確保監(jiān)理活動處于受控狀態(tài)，是項目經(jīng)理的主要任務(wù)之一。

（5）尊重各方。項目各方都是系統(tǒng)不可或缺的要素。

7 結(jié)束語

節(jié)點二橋梁從前期設(shè)計、分項試驗研究，過程中體系轉(zhuǎn)換橋梁施工方案明確、密閉高釩 索產(chǎn)品選用、阻尼器設(shè)置以錨具脆性破壞等難點，項目設(shè)計到建造工藝都屬國內(nèi)首創(chuàng)仍至世界之最，雖然在索具的制作工藝上有所曲折，但是最終仍是實現(xiàn)了對應(yīng)世界級橋跨的索體直徑的世界級別挑戰(zhàn)，在索材料加工精度、現(xiàn)場安裝精度上都出色了完成了既定任務(wù)要求，為同類型項目積累了豐富項目管理經(jīng)驗，提供了有意義的參考：1、熟悉了新材料、新工藝的采用流程及相關(guān)工作。2、推動了高釩密閉索等新材料在橋梁上的應(yīng)用。3、實現(xiàn)了國內(nèi)背索張拉體系轉(zhuǎn)換在懸索橋上的首次應(yīng)用。4、認(rèn)識到 BIM 技術(shù)在空間結(jié)構(gòu)中的重要作用。