长沙中国结步行桥钢结构安装施工技术
唐香君，巫明杰，李鹏
（江苏沪宁钢机股份有限公司，江苏宣兴214231）
[摘要】梅溪潮梅岭公园跨龙王港河步行桥的3条步行道相互交错，钢结构三向扭曲，河道不允许打桩.因此，钢桥整体施工难度较大.分析了钢结构施工难点及应对措施，介绍了钢结构关键施工技术并进行钢结构施工全过程数值模拟分析，分析可知施工步骤的结构变形、应力及支撑反力均满足设计要求.采取现场分段拼装后直接 吊装的方法，圆满完成了步行钢桥施工任务.
【关键词】安装工程；钢结构：步行桥；三向扭曲：吊装：施工技术
[中图分类号】TU758.11[文献标识码]A[文章编号】1002-8498（2017）02-0031-04
SteelStructureInstallation ConstructionTechnology of Changsha Chinese Knot Pedestrian Bridge
Tang Xiangjun Wu Mingjie Li Peng(Jiangsu Haning Sel Mechanism Co. Iad. Yixing Jiengu 214231 Chine)
Abstract:Three walking paths of the pedestrian bridge of Meixi Lake Meiling Park across the Dragonto pile up. Therefore the overall construction of the steel bridge is very difficult. In this paper the steel King Kong River cross each other steel structures twisted to three directions and the river is not allowedstructure construetion difficulties and countermeasures are analyzed the key construction technology ofsteel structure is introduced and the numerical simulation analysis of the whole process of steel structureconstruction is carried on. The analysis shows that the structural deformation stress and supportingreaction of all the construction steps can meet the design requirements. Taking the method of direct hoisting the walking bridge construction task was pleted successfully.
Key words;installation; steel structures; pedestrian bridge; three to distort; hoists; construction
型又被称为中国结步行桥（见图1）.被美国CNN 梅溪湖梅岭公园跨龙王港河步行桥，因独特造评选为“世界最性感建筑”.该桥由荷兰Next建筑事务所设计，相互交织而又豌蜓盘旋的设计灵感源于经典的魔比斯环和民间艺术中国结.钢桥造型独特，通过龙王港河有3条步行道.步行桥设立4个节点，可以满足从梅岭公园至银杏公园跨支路 九、跨龙王港河、跨梅溪湖路的人行联系交通需求，同时成为片区标志性景观建筑物.
图1步行桥效果Fig. 1Pedestrian bridge effect
空间桁架通过两桁架下弦间拉接杆件连接构成.
步行桥在梅岭公园、龙王港两岸及银杏公园4处桥墩处，桁架下部通过支撑体系作为下部承重结构.钢桁架弦杆中心线为空间样条曲线，上弦杆、下弦杆及腹杆截面均为箱形截面.支座处向上伸 展部位及跨越龙王港下拱的桁架上、下弦杆均为B300×16箱形杆件、跨越龙王港位于支座侧上拱桁架上弦杆为B300×16，B300×25，B300×30，B300×36等；其余桁架上，下弦杆均为B
1钢结构概况
183.95m.跨河部分约69m，桥面坡度最大30°.步 梅溪湖梅岭公园跨龙王港河步行桥高24m，长行桥为方管格构式桁架结构.格构式桁架由两侧
300×8；两侧桁架下弦间的拉接杆件为口200×8，200×10；桁架支撑腹杆为B□250×8，口200×8，B250×16，B口250×18，B口250×20；桥体扭曲交下的结构变形和安全问题，采取的应对措施为：对接处为B口1000×600×30，B口1000×30，B口820各施工过程进行结构验算和分析，用以指导和控制B200 ×16.
2钢结构施工难点及应对措施
1)安装施工
钢桥为大跨度桁架结构，形式多样；3条步行道相互交错，钢结构三向扭曲，横跨公路及河道.周边为景观、绿化等.按常规桥梁施工，在河道中打桩设置支承体系以辅助安装.而龙王港河为景观Q345B，如何确保现场焊接质量亦是钢结构现场施 河道，打桩船舶无法进人，且河道内不允许打桩施工的重点.采取的应对措施为：对材质进行充分的工.采取的应对措施为：书面向总承包业主申报，焊接性分析和焊接工艺评定，选择合理的焊接手要求施工路段在施工期间封闭.采用大型起重机段、工艺参数和焊接工艺；确定合理的焊接顺序以（350t履带式起重机）站位于河道两侧进行钢结构控制结构变形.拼装，交底验收合格后采用大型履带式起重机吊装，以减少高空散装和高空焊接作业.
2）钢桥钢结构加工
分段后运输至现场安装，只能在现场散件拼装.因至满足吊装要求，确定最终吊装分段位置.此，现场拼装场地的需求及吊装机械投人均较大.采取的应对措施为：根据业主进度计划，合理布置分为24个吊装分段.如图2所示. 拼装场地：现场设置6处拼装胎架同时拼装：设置12台汽车式起重机用于拼装作业：设置1台汽车式起重机、2台平板车用于现场卸车及倒运材料.
3）高精度测量、校正和定位
他结构，选择测量控制点较困难.采取的应对措施 曲线形桁架的安装测量、校正和定位不同于其为：选择合理、可靠的高精度测量技术，包括基准控制网的设置、测量仪器的选用、测点布置、数据传递和多系统校核等，确保钢结构安装施工质量.
4）钢结构变形控制
在施工荷载、风荷载等作用下，结构在施工阶段的稳定性亦是关键问题之一.采取应对措施为：确定合理的吊装顺序和设置有效的支撑系统.
5）高空作业安全操作设施
钢结构安装高度约18m，施工人员高空作业的安全防护是钢结构施工的重中之重.采取的应对播施为：设计合理的安全操作系统，包括垂直登高、水平通道、作业平台和防验隔离措施等.除安全可 靠外，须兼顾周转方便，校正、焊接等设备的放置，高空作业中改善人员心理状态视觉屏障的设立及防风防雨措施等.
万方数据
6）施工阶段结构验算、施工控制和施工监测
对于在结构自重荷载、温度荷载、风荷载作用x300×12.钢柱为拼焊箱体，截面为B口300×16，施工.为确保结构在施工阶段全面受控，建立贯穿施工全过程的施工控制系统，以信息化施工为主要控制手段，并根据结构验算和分析结果，对结构温测与结构的健康监测相结合. 度、应力和变形的特征点进行施工监测，且施工监
7）选择合理的焊接工艺，确保现场焊接质量
钢结构构件材质大量采用了低合金高强度钢
吊装.通过计算机模拟工况，合理分段，规划布置3钢结构关键施工技术
起重机行走路线与起重机站位.分段在地面胎架3.1钢结构吊装分段划分技术
钢桥整体建模后，根据安装方案并结合临时支撑的位置及起重机械额定起重能力，对钢桥主体桁钢桥桁架截面达3m×6m，无法在工厂组装成的重心位置计算分析起重机吊装半径，并随时调整 架钢结构进行初步分段划分.根据初步划分分段
根据计算机模拟吊装仿真计算，钢桥吊装共划
Fig.2 Steel bridge hoisting segments 图2钢桥吊装分段
3.2钢结构吊装分段现场拼装技术
3.2.1拼装场地及胎架布置
现场拼装场地主要是利用周边公路.为保证构件组装精度，防止构件在组装过程中由于胎架的 不均匀沉降导致拼装误差及为保护公路路面不受损坏，在公路路面上铺设路基板.为便于现场吊装，现场分段拼装均采取立拼.根据分段吊装的先后次序来确定分段的最佳拼装位置.
起重机站位均在钢桥西侧，避免分段拼装位置错误致使部分钢桥分段吊装完成后起重机无法抓吊钢桥东侧的拼装分段，在拼装前详细绘制拼装胎架布置（见图3），向施工人员进行详细技术交底.
图3胎架现场拼装布置
Fig. 3 Tension bed piecewise assembling layout on site
3.2.2拼装胎架设置
胎架设置时应先根据分段坐标转化后的x，y方向投影点铺设钢路基箱板，相互连接形成刚性平台.平台铺设后，进行x，y方向的投影线、放标高线、检验线及支点位置的放线工作，形成控制网，并 提交交底验收，竖立胎架直杆，根据支点处的标高设置胎架模板及斜撑.胎架设置应与相应的屋盖设计、分段质量及高度进行全方位优化选择，另外胎架高度最低处应能满足全位置焊接所需高度，胎 架搭设后不得有明显晃动状，并经验收合格后方可使用.为防止刚性平台沉降引起胎架变形，胎架旁应建立胎架沉降观察点.施工过程中结构质量全部负荷于路基板时，观察标高有无变化，如有变化应及时调整，待沉降稳定后方可焊接.
3.2.3钢结构吊装分段现场拼装
拼装前，对拼装胎架的总长度、宽度和高度等进行全方位测量校正，并对杆件揭置位置建立控制网格及对各点的空间位置进行测量放线，设置好杆 件放置的限位块.复核、交底验收合格后进行分段拼装.拼装流程为：下弦杆定位一下弦杆间联系杆安装一直腹杆、斜腹杆定位一上弦杆安装一交底验收一焊接一交底验收一等待吊装.
3.3钢结构现场安装技术
步行桥从梅岭公园至银杏公园跨越支路九、龙王港河、梅溪湖路.本桥为3跨连续钢桁架桥，安装需跨公路和河道.按常规桥梁施工，在河道中打桩
设置支承体系辅助安装.因龙王港河为景观河道，打桩船舶无法进人，且河道内不允许打桩施工.
究，钢桥安装采用350t履带式起重机以分段形式进 根据现场环境条件结合钢桥结构进行综合研行吊装.履带式起重机主要站位于龙王港河道南北两岸.钢结构施工主要按龙王港北岸为界分为2式起重机转场至B区吊装.钢结构施工分区及施 个施工分区.先施工A区，A区吊装完成后，履带工次序如图4所示.
Fig.4Steel structure construetion zoning 图4钢结构施工分区及施工次序and construction sequence
3.3.1临时支撑布置
钢桥安装为分段吊装，达到受力状态前，需临时布置辅助支撑.根据钢桥结构特点及安装方案， 临时支撑共设置14福1.5m×1.5m格构式支撑（见图5).
Fig.5 Temporary support arrangement 图5临时支撑布置
3.3.2钢结构吊装
步行桥主体钢结构安装前，钢桥支座承台预埋件安装及承台混凝土浇筑均要完成.临时支撑根据施工状态相应竖立.
1)A区钢结构安装
安装A区梅岭公园侧承台1，2及龙王港河北岸承台3等部位的钢柱及柱间钢梁等钢结构，使之形成局部整体结构.竖立临时支撑，350t履带式起重机采用塔式工况（主臂30m塔臂42m）依次安 装下侧部分分段A-1，A-2，A-3，A-4：再依次吊装分段A-5，A-7；最后安装分段A-6.25t汽车式起重机
整结构体系完成后，按”分散、对称”的焊接工艺进不允许打桩施工.针对现场诸多不利环境条件的行焊接.A区钢结构主体安装完成后，350：履带式制约，运用计算机仿真技术进行模拟分析后，通过起重机拆卸转场至龙王港河南侧的施工B区，并重 新组装.A区钢结构吊装分段如图6a所示.
2）B区钢结构安装
安装B区龙王港河北岸承台4及梅溪湖路银杏公园侧承台5等部位的钢柱及柱间钢梁等钢结 构，使之形成局部整体结构.竖立临时支撑，350t履带式起重机采用塔式带超起工况（主臂36m塔臂36m）安装横跨梅溪湖路部分钢桥分段.安装次序为：B-1a，B-2，B-3及B-4a，B-6，B-8，B-7a分段；并按“分散、对称”的焊接工艺进行焊接.随后依次安 装分段B-5，B-10，B-9并焊接；最后依次安装分段B11，B-12a.25t汽车式起重机辅助安装局部嵌补杆件.B区钢结构吊装分段如图6b所示.
Fig.6Steel structure lifting segment of 图6步行桥钢结构吊装分段pedestrian bridge
4钢结构施工全过程数值模拟分析
步行桥为空间桁架结构体系，在大跨度结构施工分析中，运用有限元法计算程序中将“死”单元 （不参与整体结构分析的构件）逐次激活的技术，对钢结构整个施工过程进行分析，模拟整个施工过程中刚度和强度的变化情况.整个施工过程模拟分析分为12个安装步骤和2个卸载步骤，分别计算出 每个步骤下的结构变形、应力变化等情况，找出施工和卸载过程中潜在的不利部位，在实际施工中预先做好针对性防范措施.由模拟结果可知，该施工次序合理可行，施工步骤的结构变形、应力及支撑反力均满足设计要求，处于可控范围内.
5结语
梅溪湖梅岭公园跨龙王港河中国结步行桥，造型独特，横跨公路及河道.周边为景观、绿化等.
参考文献：
（上接第10页）
辅助安装局部嵌补杆件.分段安装过程中，局部完龙王港河为景观河道，打桩船舶无法进入且河道内合理划分吊装分段，规划布置起重机行走路线与起重机站位，采用”现场分段拼装高空原位吊装”的方案，解决了工厂制作运输难、现场环境影响安装难的问题.梅溪湖梅岭公园跨龙王港河中国结步行桥成功安装方案是一种全新安装思路，为类似钢 桥的安装提供了借鉴.
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