复杂城市的大跨度钢结构人行天桥吊装施工技术要点

复杂城市的大跨度钢结构人行天桥吊装施工技术要点

肖克强 肖敏

中建新疆建工（集团）有限公司 广东广州-510000

摘要：随着城市的快速发展，道路两侧的配套设施也随之越来越完善，架设人行天桥是解决道路两侧周边居民出行痛点的最佳解决方案之一，既能保证行人的出行交通安全，也能保证主干道道路的通行效率，尤其是钢结构人行天桥，可快速在工厂加工，在现场整体拼装后整体吊装架设，在不影响交通通行的前提下快速完成人行天桥的架设，以广州市白云湖大道钢结构人行天桥整体吊装为例，说明大跨度钢结构人行天桥整体吊装的施工技术要点。

关键词：人行天桥 大跨度钢结构吊装 施工技术

1工程背景

本工程吊装主要是人行天桥钢桁架，主桥跨径组合为5.0m（悬臂）+45.0+5.0m（悬臂）=55.0m，主桥面总宽为5.1m，主桥南北侧均设置单幅楼梯接人行道和垂直无障碍电梯；人行道出楼梯总宽度5.4m。

主跨结构采用变高钢桁架，跨度为5.0m（悬臂）+45.0+5.0m（悬臂），主桁架设置双向1.0%的人字形纵坡，竖曲线半径50m，天桥共设置2部、自行车混合坡道及2部无障碍垂直电梯。

2 架设方案比选

白云湖大道项目位于广州市极为重要的交通枢纽位置，车流量及人流量较大，需要在不中断交通的前提下完成钢结构人行天桥的架设工作，此外项目架设区域还临近10kv高压电线，架设难度较大。

方案A：采用吊装单元高空原位组装，钢桁架梁根据分段原则在制造厂分多个制造单元，再根据现场线路及环境影响，将部分制造单元组拼为2个吊装单元，现场在吊装单元的位置搭设临时支撑胎架，然后使用汽车式起重机将吊装单元梁段吊装并焊接成联，待整联安装完成后，整体进行支撑胎架卸载，但因人行天桥钢结构重心位置偏向右幅车道，设置临时胎架需要占用现有道路一个车道，严重影响交通通行效率，且高空拼装焊接过程对交通影响较大，工期时间较长。

方案B：采用现场拼装后整体吊装，钢桁架梁根据分段原则在制造厂分多个制造单元，再根据现场线路及环境影响，将部分制造单元运输至现场空地，地面设置临时胎架后整体焊接成型，采用大吨位的吊机整体吊装架设。

经过比选，方案B比较符合现场情况，在满足现有交通的前提下能快速完成钢结构人行天桥的架设，且焊接作业均在地面完成，焊接质量及安全有着较大有优势，工期时间短。

3 钢结构现场组装

3.1 施工顺序

单片钢桁架车间拼装完成后分段发至现场，现场拼装区域基础全部使用6米的工字钢做胎膜，全部焊接使胎膜连成整体，标高调成统一标高，单片桁架到达现场后，上胎膜进行拼装就位，两片单片桁架整体对接好后，将桁架之间连梁、安装就位，在分部安装全部安装焊接就位后，整体起吊。

3.2 现场组拼胎架

1）胎架设计图

胎架采用H250型钢焊接成长方形，同时采用180钢管抛撑在地面上，形成60°夹角，沿钢桁架长度方向布置6道胎架。

2）组拼胎架计算

①桁架主要受自重和风荷载影响，自重又midas软件计算，风荷载计算如下。

风荷载强度按下式计算：

W=K1K2K3W0

W------风荷载强度(Pa)；

W0------基本风压值(Pa)，           ，8级风风速v=17.2～20.7m/s；

K1------风载体形系数，取K1=0.8；

K2------风压高度变化系数，取K2=1；

K3------地形、地理条件系数，取K3=1；

W= K1K2K3W0=0.8×267.8=214Pa=0.214 KN/m2

模板受风面积按模板实际轮廓面积计算。

②使用midas进行建模，加载荷载和约束条件如图所示：

最大应力出现在桁架下部支架位置，其值为47.8MPa，满足规范要求。

最大位移出现在桁架下部中间位置，其值为6.7mm，满足规范要求。

4 吊装方案及吊机选择

4.1 吊机选择及站位分析

因吊装位置环境较为复杂，既有10KV高压电线的影响，也有树木及学校围墙等障碍物，因此吊装桩位及吊装高度要尽量可能避开障碍物的影响，因此吊机的站位在满足支腿支设宽度的前提下，贴近钢桁架垂直位置上。

根据吊装技术规范计算，选择ZAT6000H汽车吊进行吊装，车体长21.02m，停车状态高4.1m，前后支腿间距10.6m，支腿全部打开9.4m。目前道路宽度满足吊装要求。

天桥总重103.8t，选用ZAT6000H汽车吊，配重160吨，吊装半径11m，吊臂长度为28.3m，此时额定吊重为132t，考虑吊具3t，经计算132t>（103.8t+3t）×1.2=128.16t满足吊装需求。

4.2 卡环及吊绳选择及验算

1）卡环选择

已知条件：总重103.8吨，单卸甲（卡环）最大受力34.6吨（按照三绳受力），卸甲型号：M72直径63mm

校核：查起重相关手册知，M72T8型卡环起重能力为40吨>34.6吨。

结论：卡环符合要求。

2）吊绳选择

已知条件：最大重量为103.8吨（三绳计算）S=103.8*9.8/3/SIN50=442.66KN

校核：查起重相关手册知，32mm（1570型钢丝绳）破断拉力总和为531kN；531KN > 最大吊重442.66kn。

结论：吊绳符合要求。

4.3 天桥主体结构验算

为了保证吊装过程中天桥结构本身的安全，对天桥进行空间有限元分析，吊装过程中不安装护栏、花槽等附属设施，只考虑自重荷载，吊装过程中只考虑三根拉索同时受力，并考虑1.2倍的冲击系数。

计算结果如下所示：

从空间模型计算结果可以看出，在吊装过程中，各杆件最大等效应力接近200MPa，小于限值270MPa，剪应力最大值不超过40MPa，小于限值155MPa，吊装过程结构本身安全。

5 结束语

随着现代城市基础设施建设不断趋于完善，越来越多的城市道路需要增设人行通道来满足出行需求，钢结构人行天桥具有建造速度快、造型优美等优点，适合复杂城市中的人行天桥的快速建造，本案例提供一种钢结构的整体吊装技术施工要点，但因施工环境和场地的限制，钢结构吊装方案中应根据现场实际情况选择最优的架设方案，保证施工安全及施工进度，尤其要做好施工组织设计、吊装运输、吊机选用及吊点验算、交通疏导、安全文明保障与质量监控等多方面完整的方案。