重庆嘉悦大桥下置式人行道设计与施工技术
2012-03-29杨寿忠向中富朱光华杜春林
杨寿忠,向中富,朱光华,杜春林
(1重庆交通大学土木建筑学院,重庆400074;2重庆建工桥梁工程有限责任公司,重庆400060;3林同棪国际重庆公司,重庆401121)
重庆嘉悦大桥下置式人行道设计与施工技术
杨寿忠1,2,向中富1,朱光华2,杜春林3
(1重庆交通大学土木建筑学院,重庆400074;2重庆建工桥梁工程有限责任公司,重庆400060;3林同棪国际重庆公司,重庆401121)
引言
城市桥梁是现代人类生活中重要的组成部分,既满足人、车交通需求,也兼有景观功能。桥梁人行道顾名思义,是供行人通过桥梁的步道。通常人行道布置在车行道的两侧,采用防撞路沿与车行道隔开。
将人行道设置在车行道的下方,形成独立于车行通道的人行通道,称为下置式人行道,这种方式在国外有少数案例,在国内还未见报道。
重庆嘉悦嘉陵江大桥首次尝试将人行道置于车行道下方,减少了桥面总宽度,节省工程造价,更有利于人车分流,确保行车及行人安全,桥下人行廊道风景独特,达到了更好的景观效果,人行道二次施工,减少主梁挂篮施工难度,可以说下置式人行道在重庆嘉悦嘉陵江大桥取得了成功运用,其设计和施工创新,为桥梁建设增添了一道新的风景。
图1 嘉悦大桥实景图
1 下置式人行道概况
嘉悦大桥为重庆市首座跨江矮塔斜拉桥,采用双塔双索面矮塔斜拉桥+连续刚构+连续梁组合结构体系,跨径布置为66+75+75+145+250+145m。
嘉悦大桥人行道设于梁体悬臂板之下。人行道采用钢结构人行道悬挂体系,主要结构由挂板、吊杆、锚杆、纵横型钢梁、钢面板、钢护栏等组成。支承纵向单元长度为5m,人行道宽度3.5 m,总长度756m,最小净空高度2.5m,设计人群荷载3.0kN/m2(见图2、图3)。
图2 嘉悦大桥横断面布置图
图3 人行道构造布置图A-A
2 下置式人行道设计理念
2.1 主梁大悬臂箱形结构形式,为下置式人行道设计提供了空间
根据规划及路线整体设计要求,嘉悦大桥桥面布置设计为双向六车道另加两侧各3.5m人行道,桥面功能区总宽度将达到35m。嘉悦大桥结构形式采用250m主跨的索辅梁桥,主梁设计为大悬臂箱形截面,为满足结构受力需要,主梁最小梁高达5m,结构箱梁翼缘下侧具有足够的空间位置,可以将原本设置在桥面上的人行道设置在箱梁翼板下方,形成下置式人行道。
2.2 节约桥面宽度,减少工程投资
将人行道布置在桥面箱梁翼缘下层,能将桥宽35m降至28m。从结构受力角度,由于斜拉桥拉索位于主梁两侧,桥面横向宽度减小,相当于拉索间跨度减小,结构横向受力将大大减小。人行道下置后,既充分利用了箱梁梁高,又通过桥梁横断面有效的缩减,提高结构的整体效率,降低桥梁施工难度,从而降低工程投资。
2.3 人车分流更安全
下行道下置设计,采用人车分离的双层交通组织方案,避免了行人对桥面车辆可能造成的干扰,也提高了车辆和行人的通行能力及安全性,便于交通管理,充分体现“以人为本”的设计理念。
2.4 人行更舒适
将人行道置于桥面之下,不但可增加人行道有效宽度,确保行走舒适性,同时上层的桥面板可以为行人遮风避雨、阻隔桥面噪声。
2.5 景观效果
另一方面,根据所处的城市规划,桥下控建区将建设沿江绿地公园,随着人行道标高的降低,其与两岸步道的连接也更为顺畅,形成一个江上观景的平台,也大大增强了桥梁自身的吸引力。
3 下置式人行道施工
总的来说,采用下置式人行道设计,减少了施工难度。
由于桥面总宽度减少,主梁单位长度的自重减轻,主梁悬臂浇筑挂篮设计难度大大降低。
人行道设计为钢结构,工厂制作、现场逐节悬臂拼装[1]。
3.1 安装方案
为方便施工安装和作业安全,对钢结构人行道的安装,采取用悬臂支架分段安装逐渐推进完成的方案[2]。即人行道构件通过运输吊运至0#块上,由0#块上的塔吊吊运至主梁下人行道平台上,再由人工运输或小车运输到悬臂支架尾端,最后由悬臂支架分段吊运安装完成。
3.2 悬臂支架设计
(1)悬臂支架采用型钢组焊而成,主要结构由桁架梁、操作吊架、行走轮、后锚装置、运输轨道等组成。悬臂支架主桁长14.65m,宽2.5m,高1.991m,其中前悬臂长6.7m,前后轮距5.1m,后悬臂长2.85m。主要采用槽钢、角钢及钢板组成。整体悬臂支架(含辅助设施)合计重约3.3t。
(2)采用成品钢制胶体行走轮,与轴承、轴杆组合形成滚轮主体,用钢板组焊成滚轮座与滚轮主体固定,最后将滚轮座与悬臂支架焊接固定。一个悬臂支架设4个滚轮,在前两个滚轮的外侧设置丝杆可调整装置,用于支架固定作业时的辅助支承稳定。
(3)在悬臂支架内设置2个[12.6槽钢运输轨道,一个轨道上设置2个轴承吊具在轨道上滚动运行,完成人行道结构构件的运输。吊具的提升可采用小钢绳千斤绳用链条葫芦为动力,对构件高度进行调整。
(4)经计算,悬臂支架在后端需配重2t,以保持支架行走和安装作业时的稳定状态[3],同时在支架行走到位后,必须采用Ф21.5钢绳对已完成的人行道结构进行连接,用5t链条葫芦对其适当收紧,使支架在安装作业时达到锚固稳定状态后方可进行作业(见图4)。
图4 悬臂支架构造布置示意图
3.3 安装过程及方法
(1)安装流程:构件运输→安装吊杆与挂板→安装靠壁端锚杆及吊板→安装横梁→安装纵梁→安装桥面板→悬臂支架前移
(2)吊杆与挂板一同吊运安装,先将吊杆和挂板在已形成的人行道上连接一体,利用轨道两点吊运到支架前端,到位后放松后吊点,构件成单点垂直吊起。在前后小提升架上安装小钢绳,连接卡环和抱箍,用抱箍将挂板下吊杆抱住,用卡环固定,前后小提升架同时用链条葫芦提升,边提升边放松轨道上的吊点,使吊杆及挂板借吊至安装位置正下方。继续葫芦提升吊杆及挂板构件到位,穿入钢锚栓戴上螺母固定。
(3)在靠壁端锚杆及吊板安装,对锚杆可从主梁箱内穿出,对吊板可在横向挑梁上设置吊点,对其借吊后调整到位穿入锚杆上戴上螺母固定。
(4)对2[32a横梁可采用单点平衡吊运,到前端后水平旋转90o,通过提升链条葫芦调整其高度,将其从吊杆下往上提升,使吊杆相对套入,横梁到位后戴上螺母初步固定,调整横梁准确位置后固定。
(5)对于纵向型钢梁,采取两点吊运到安装位置上方,通过适当的横借移放置在已安装好的横梁上,通过准确位置划分,分别将纵梁横移到位焊接固定。
(6)当纵向梁安装完成经检查符合要求后可进行钢面板的安装。钢面板厚8mm,采取分块安装焊接完成。运输方式可采取轨道吊运或直接从支架底面进入铺装位置安装。
(7)完成钢面板后可进行悬臂支架前行移动。先对支架前端小提升架进行位置调整,使其前行时不受梁横隔板的影响。在悬臂支架两侧各设置5吨链条葫芦一个,设置转换钢绳与葫芦连接,放松前轮两侧调整丝杆装置,拆除尾端锚钢绳,通过葫芦动力,将支架前移到下一个安装点固定(见图5)。
图5 下置式人行道安装施工
4 结语
与普通人行道相比,嘉悦大桥下置式人行道节约了工程总造价,降低了施工难度,施工过程中质量和安全更容易得到保证。大桥建成后,行人和游客置身人行道上,在舒适、安全的同时,桥下嘉陵江两岸秀丽风光尽收眼底,成为桥都重庆又一道靓丽的风景线(见图6)。
图6 嘉悦大桥下置式人行道实景
[1]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册:桥涵:下册:2版[M].北京:人民交通出版社,2000:1037
[2]刘吉士,张俊义,陈亚军.桥梁施工百问[M].北京:人民交通出版社,2003:7-541
[3]路桥集团第一公路工程局.JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2011:141
责任编辑:李红
Design and Construction Technology of the Underneath Footway of Chongqing Jiayue Bridge
针对嘉悦大桥独特的下置式人行道设计特点,介绍大跨径桥梁人行道由桥面上转移到桥面下的设计、施工优点以及施工工艺。
下置式人行道;桥下人行廊道;人车分离;主梁大悬臂箱形结构;悬臂支架分段安装
Based on the design characteristicsof the underneath footway of Jiayue bridge,the authors introduce the design and construction advantages and construction technology of the change from on-the-bridge to underneath-the-bridgeof long-span bridges.
underneath footway;Pedestrian corridorunderneath the bridge;separation of people and cars;cantilever box girder;cantileverbraceing installed segmentally
TU745.2
A
1671-9107(2012)06-0024-03
10.3969/j.issn.1671-9107.2012.06.024
2012-05-18
杨寿忠(1973-),男,重庆人,工程硕士,教授级高工,总工程师,主要从事桥梁施工技术管理与研究。
向中富(1960-),男,工学硕士,教授,院长,主要从事桥梁与隧道工程研究。
朱光华(1973-),男,重庆人,大学本科,高级工程师,主要从事桥梁施工技术管理及研究工作。