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摘要：线侧式车站钢桁架进站天桥立柱一般和站房雨棚结构相结合。而站房、雨棚结构完成时，线路、铺轨及接触网都开始施工，天桥结构拼装和吊装作业四面受限。幕墙及屋面等围护结构施工进入联调联试期间，营业线施工压力大、功效低。因此进站天桥是线侧式车站控制性工序，本文以大丰站施工做全面介绍。

关键词：进站天桥、逆做法、轨行区、联调联试。

Abstract： the steel truss entry overpass column of line side station is generally combined with the canopy structure of station building.When the station building and canopy structure are completed， the line， track laying and catenary construction begin， and the assembly and hoisting of the overpass structure are limited on all sides.The construction of curtain wall， roof and other envelope structures enters the period of joint commissioning and joint test， and the construction pressure of business line is high and the efficiency is low.Therefore， the approach overpass is a controlling process of line side station.This paper makes a comprehensive introduction to the construction of Dafeng station.

Key words： entrance overpass， reverse method， track area， joint commissioning and joint test.

1 工程概况

盐通铁路大丰站设计为线侧式车站，规模2台4线，站房建筑面积23609㎡。进站采用钢桁架天桥（图1），长52.4m、宽11.2m、高5.6m、重230t。总工期12个月，钢结构天桥与站场、站台施工交叉作业，施工受到严重影响。

2 重难点分析

大丰站钢绗架天桥受现场条件限制严重，施工难度大，工期进度慢，对正线联调联试影响大，其难点在于：

（1）专业交叉严重影响施工。天桥属于大型构件，需要吊装作。由于站房、线路、铺轨、接触网等专业均进入大干阶段，场地四面受限，吊车没有作业空间。如果从站场外侧吊装，需要采用2000吨以上的超大吊车，措施费极高。

（2）营业线施工安全压力大。按常规施工组织，立柱施工完成、天桥吊装就位后，基本上就进入联调联试时段。接触网已带电，天桥底板、幕墙及屋面施工就纳入营业线施工管理，不仅功效低、而且安全压力极大。

3 方案研究

3.1施工部署研究

3.1.1总体部署

大丰站天桥采用“逆作法”施工，先设置临时支撑，在站场作业前将轨行区天桥基本就位，同时完成轨行区天桥幕墙及围护结构，规避交叉作业和营业线施工。待正式立柱组立后，再将轨行区天桥回顶就位，完成站台区天桥安装。

3.1.2分步实施方案

（1）轨行区天桥安装。在路基及站台施工前，先设置临时支撑，临时支撑放在正式立柱内侧（图2）。在站场原地面拼装天桥桁架，采用两台200吨和一台25吨吊车将天桥吊装至临时支撑上。

天桥与临时支撑之间设置垫铁，便于后期天桥回顶施工。考虑到临时支撑需避开正式立柱位置，钢桁架需在临时支撑点设置加强撑。钢绗架安装至临时支撑上后，即可开始轨行区天桥围护结构施工。

（2）轨行区天桥回顶就位：临时支撑预留千斤顶架设空间（图3），待正式立柱施工完成后，利用千斤顶将天桥顶起，抽出垫铁，将天桥回落至正式立柱上。钢桁架天桥刚度大，回顶过程中基本不会变形，因此幕墙及屋面等围护结构具备先行施工条件。

（3）临时支撑拆除。钢绗架落至正式立柱上后，利用天桥结构作为支点（图4），架设电动葫芦拆除临时支撑，不需使用大型机械。

（4）站台区天桥安装。站台区作业和轨道、接触网等影响联调联试的工序交叉较小，施工时间及场地均相对宽裕，待轨行区天桥落至正式立柱上之后，再采用小型吊车吊装就位，吊车进出路线及作业组织可和雨棚钢结构相结合。

3.2方案验算

本方案采用逆做法施工，除了常规吊装验算外，还需对临时支撑基础和结构进行设计验算，对天桥钢桁架结构进行仿真分析。

3.2.1临时支撑基础验算

（1）荷载取值及计算示意图：

荷载按天桥全重记取，并考虑施工荷载因素，取值详见图6.

基础按钢筋混凝土独立基础受力模型进行计算，相关参数示意图详见图7.

（2）计算信息

构件编号： JC-1，计算类型： 验算截面尺寸。计算参数详见表1.

Fk=Fgk+Fqk=1000+50=1050KN

Mxk=Mgxk+Fgk*（A2-A1）/2+Mqxk+Fqk*（A2-A1）/2=0KN*m

Myk=Mgyk+Fgk*（B2-B1）/2+Mqyk+Fqk*（B2-B1）/2=0KN*m

Vxk=Vgxk+Vqxk=0KN

Vyk=Vgyk+Vqyk=0KN

F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1270KN

Mx1=rg*（Mgxk+Fgk*（A2-A1）/2）+rq*（Mqxk+Fqk*（A2-A1）/2）=0KN*m

My1=rg*（Mgyk+Fgk*（B2-B1）/2）+rq*（Mqyk+Fqk*（B2-B1）/2））=0KN*m

Vx1=rg*Vgxk+rq*Vqxk=0KN

Vy1=rg*Vgyk+rq*Vqyk=0KN

F2=1.35*Fk=1.35*1050=1417.5KN

Mx2=1.35*Mxk=0KN*m

My2=1.35*Myk=0KN*m

Vx2=1.35*Vxk=0KN

Vy2=1.35*Vyk=0KN

F=max（|F1|，|F2|）=1417.5KN

Mx=max（|Mx1|，|Mx2|）=0KN*m

My=max（|My1|，|My2|）=0KN*m

Vx=max（|Vx1|，|Vx2|）=0KN

Vy=max（|Vy1|，|Vy2|）=0KN

④修正后的地基承载力特征值： fa=100.000kPa

（4）计算参数

基础总长 Bx=b1+b2+bc=5m

基础总宽 By=a1+a2+hc=3m

A1=a1+hc/2=1.5m

A2=a2+hc/2=1.5m

B1=b1+bc/2=2.5m

B2=b2+bc/2=2.5m

基础总高 H=h1=0.5m

底板配筋计算高度 ho=h1-as=0.460m

基础底面积 A=Bx*By=15

Gk=γ*Bx*By*dh=300KN

G=1.35*Gk=405KN

（5）计算作用在基础底部弯矩值

Mdxk=Mxk-Vyk*H=0KN*m

Mdyk=Myk+Vxk*H=0KN*m

Mdx=Mx-Vy*H=0KN*m

Mdy=My+Vx*H=0KN*m

（6）验算地基承载力

pk=（Fk+Gk）/A=90kPa

因γo *pk=90kPa≤fa=100kPa

轴心荷载作用下地基承载力满足要求

因Mdyk=0， Mdxk=0

Pkmax=（Fk+Gk）/A=90kPa

（7）基础冲切验算

①计算基础底面反力设计值

因 Mdx=0 并且 Mdy=0

Pmax=Pmin=（F+G）/A=121.5kPa

Pjmax=Pmax-G/A=94.5kPa

②验算柱边冲切

YH=h1=0.5m，YB=bc=1.5m，YL=hc=1.5m

YB1=B1=2.5m，YB2=B2=2.5m， YL1=A1=1.5m， YL2=A2=1.5m，

YHo=YH-as=0.46m

Ⅰ.x方向柱对基础的冲切验算， （YH≤800） βhp=1

x冲切位置斜截面上边长：bt=YB=1.5m;

x冲切位置斜截面下边长：bb=YB+2*YHo=2.42m;

x冲切不利位置： bm=（bt+bb）/2=（1.5+2.420）/2=1.96m;

x冲切面积 ：Alx=max（（YL1-YL/2-YHo）*（YB+2*YHo）+（YL1-YL/2-YHo，（YL2-YL/2-YHo）*（YB+2*YHo）+（YL2-YL/2-YHo）=0.786

x冲切截面上的地基净反力设计值：

Flx=Alx*Pjmax=74.268KN

γo*Flx=1.00*74.268=74.27KN≤0.7*βhp*ft_b*bm*YHo=902.5KN

x方向柱对基础的冲切满足规范要求

Ⅱ.y方向柱对基础的冲切验算

y冲切位置斜截面上边长at=YL=1.5m

y冲切位置斜截面下边长ab=YL+2*YHo=2.420m

y冲切截面上的地基净反力设计值

Fly=Aly*Pjmax=0*94.5=0KN

γo*Fly=0.00KN≤0.7*βhp*ft_b*am*YHo =902.50KN

y方向柱对基础的冲切满足规范要求

（8）基础受剪承载力验算

Az=a1+a2+hc=3000mm

Bz=b1+b2+bc=5000mmA’=Az*max（b1，b2）=5.25m2Vs=A’*p=5.3*94.5=496.1KN

基础底面短边尺寸大于柱宽加两倍基础有效高度，不需验算受剪承载力！

（9）柱下基础的局部受压验算

因为基础的混凝土强度等级大于等于柱的混凝土强度等级，所以不用验算柱下扩展基础顶面的局部受压承载力。

（10）基础受弯计算

因Mdx=0 Mdy=0 基础轴心受压， 根据公式[①8.2.7-4][①8.2.7-5]推导：

MI_1=1/24*（Bx-bc*（2*By+hc）*Pjmax=361.76KN*m

MII_1=1/24*（By-hc*（2*Bx+bc）*Pjmax=101.88KN*m

Asx_1=γo*MI_1/（0.9*（H-as）*fy）=2427.3m

Asx1=Asx_1=2427.3m

Asx=Asx1/By=809m/m

Asx=max（Asx，ρmin*H*1000） =809m/m

选择钢筋16@200， 实配面积为1005m/m。

Asy_1=γo*MII_1/（0.9*（H-as）*fy） =683.6m

Asy1=Asy_1=683.6m

Asy=Asy1/Bx=137m/m

Asy=max（Asy， ρmin*H*1000） =750m/m

选择钢筋Φ16@200， 实配面积为1005m/m。

3.2.2临时支撑验算

（1）支撑架规格

支撑架采用格构式形式，由钢管及H型钢搭接而成。立杆均由◎300mm钢管制作，腹杆采用H250工字钢，其截面尺寸见表2和图8。

（2）荷载计算

①风荷载：

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）第7.1.1条，风荷载标准值计算公式如下：

②支撑架高度为8m

考虑支撑架实际使用时，揽风绳和吊装杆件对支撑架顶部的有利约束作用，故风振系数取1。

地面粗糙度类别为B类，风压高度变化系数分别按照5米，10米处取1.00，1.00。

基本风压取。

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）表7.3.1第32项，支撑架的挡风系数和b/h=1得，

支撑架的整体体型系数所以风荷载标准值：

③荷载组合

由于支撑架为临时性结构，结构重要性系数取0.9。考虑恒荷载和风荷载两种荷载工况，采用如下荷载组合：

①0.9×（1.35×恒载+0.6×1.4×风荷载）

②0.9×（1.2×恒载+1.4×风荷载）

③0.9×（1.0×恒载+1.0×风荷载）

（3）计算分析

①计算模型

采用有限元软件SAP2000对支撑架进行计算分析。恒载作用于支撑架顶部，并考虑不同的偏心距离。腹杆与立杆的连接为固接，立杆与地面之间采用铰接，三维模型见图9。

②分析结果

支撑架的侧向位移按H/400=75mm进行控制，在高度为8m时进行分析，具体结果如表3和表4所示。其中表3为立杆和腹杆均采用Q235材质时的分析结果，表4为立杆和腹杆均采用Q345材质时的分析结果。

（4）结论

经验算，本支撑架满足要求。

3.2.3天桥验算

（1）计算荷载取值

①恒载计算

一期恒载：按照实际结构尺寸考虑。

二期恒载（桥面铺装与幕墙总和）：按9.0 KN/m取值。

②可变作用

a、人群荷载

整体计算中按照4.36 KN/m2设计。

b、温度荷载

结构整体升温：20℃

结构整体降温：-20℃;

（2）人行天桥计算模型

天桥纵向计算按梁单元建模计算，根据实际施工过程及使用过程的最不利状况，进行荷载组合，求得结构最不利状态下的应力和位移，按规范中所规定的各项容许指标，并得出结构自振频率，验算主梁是否满足要求。

（3）天桥梁单元计算简图

采用Midas 2019软件，建立天桥主桥模型（图10）。为了简化模型的建立，单独建立梯道部分模型（图11），对主体结构影响不明显。

（4）人行天桥主桥上部结构分析

①应力分析

组合按照《钢结构设计标准》（GB50017-2017），并进行构件应力验算（所有组合系数取1）。设计是按《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）取用Q345钢材。Q345钢，拉、压设计强度值为310MPa。

根据midas有限元模型计算分析可知：

顶部最大压应力为35.6MPa，底部最大拉应力为58.6MPa。

从上部结构纵向计算几种组合的验算结果可以看出，天桥主梁的应力验算满足要求。

②模态分析

模态分析采用midas2019软件进行分析，用梁单元建立了上部主梁单元，空间模型见图13。

质量源选取：主梁自重及桥面铺装、幕墙等恒荷载。经计算钢结构一阶竖向自振频率为3.95Hz，满足规范规定大于3Hz要求，桥梁使用性满足要求。

③ 整体稳定性计算

根据《钢结构设计规范》（GB50017-2017）6.2.1条规定：

当铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时，可不计算梁的整体稳定性。

4 主要施工工艺

4.1临时支撑安装

（1）基础：临时支撑基础采用钢筋混凝土条形基础，基础浇筑时预埋地脚螺栓，具体位置见图16.

（2）钢结构安装：钢结构采用25吨吊车吊装就位，此时站场还在进行试桩施工，作业条件较为宽松。

（3）回顶操作平台：临时支撑要考虑回顶条件，其顶部标高低于正式立柱，从而确保天桥能落到正式立柱上;天桥安装到临时支撑上的标高要较正式立柱高，确保正式立柱施工条件。大丰站临时支撑顶标高较正式立柱低11cm，然后在顶部设置15cm高垫铁，确保天桥临时固定高度高于正式立柱，从而确保正式立柱作业空间，具体如图17所示.

4.2轨行区天桥临时安装

（1）钢结构吊装。先在地面胎架上将天桥两侧桁架拼装完成，然后采用两台200吨吊车同时吊装就位，再采用一台25t吊车将上下弦桁架及次梁依次安装就位。吊车平面布置见图18。

（2）围护结构施工。中间段钢桁架临时安装就位后，立即开始围护体系施工，赶在站场大干之前完成地面、幕墙和屋面施工。然后将吊车等大型机械撤离站场区域，最大限度减少交叉施工，同时避免了联调联试后的要点作业。

围护结构施工顺序为桥面—屋面—幕墙。先施工钢筋楼承板桥面，形成作业平台，保障安全;然后施工屋面，采用吊车上料，从已完成桥面上搭设防护架，保障安全;最后施工幕墙，采用吊车上料、曲臂车运人，施工便捷。围护体系施工时间约为15天，赶在站场全面启动前完成。

（3）监控措施。中间天桥施工期间均由临时支撑受力，为保证临时结构平衡稳定性，施工期间应从中间向两侧按工序逐步展开施工。每道工序开始和结束后均需对管桁架临时支撑的沉降及水平位移进行观测，保证沉降和位移统一。施工期间还需设置专人24小时看守临时支撑，避免外力干扰。

4.3.轨行区天桥正式就位

（1）雨棚、站房支座施工。在天桥吊装和天桥地面、屋面及外幕墙龙骨施工阶段，联调联试前同步进行雨棚主体及站房主体施工，待雨棚主体支座牛腿和站房主体支座牛腿施工完成后，混凝土龄期满足设计要求的同时，进行天桥回顶。

（2）天桥回顶。先将滑动支座安装进入预留的回顶空间范围内，利用千斤顶（放置在临时支撑上）将钢桁架同步顶起，利用千斤顶将钢桁架一侧顶起，抽调一层铁垫片，回落千斤顶，让构筑物落在下一层铁垫片上;然后将构筑物另一侧顶起，抽调一层铁垫片;如此循环反复，直至钢桁架落至设计标高，分端卸载过程中，应在结构薄弱处设置观测点，及时掌握变形情况，一旦变形超标，应立即停止作业，进行专题分析。

（3）临时支撑拆除。天桥回顶就位后，先将临时支撑的腹杆（螺栓连接）全部拆除，剩余∮300*12钢管柱分2段切割，在雨棚屋面梁板结构上搭设电动葫芦支架，第一节钢管柱上部用钢丝绳绑紧固定，下部用斜拉钢丝绳调整下落方向，缓慢下落，第二节直接在根部切除，上部段同样用电动葫芦固定，缓慢放倒。

（4）加强撑拆除。临时支撑拆除后立即进行加强撑拆除，该部分严禁动火作业，应采用机械打磨，避免对钢桁架及围护结构造成损伤，拆除完成后应对周边钢结构进行探伤检测，合格后方能补漆覆盖。

4.4站台区天桥安装

（1）钢桁架。钢桁架采用25吨吊车在站台上直接吊装即可，安装前要核对已完工天桥位置关系。

（2）围护体系。非轨行区天桥围护体系施工和轨行区围护体系施工思路相同，都是按桥面—屋面—幕墙顺序施工，但站台区天桥安装时，站台雨棚也在施工，要注意整体施工组织。

4.5质量保证措施

（1）施工前要和路基、轨道、四电等专业进行联合测量，确保位置和标高准确。

（2）场地应采用相应的措施保证拼装过程中的水平度。

（3）后施工的站台区杆件安装前，要对已实施的轨行区杆件进行除锈处理，并经检测合格后才能进行焊接连接作业。

（4）全过程对天桥进行变形观测，特别是受力阶段转变时要加强观测频次。

（5）临时支撑需设置好防碰、防水措施，并设置专人看守，定期观测，确保稳定性。

（6）天桥分段吊装时要设置临时加固措施，确保每个施工阶段结构安全稳固。

（7）围护构件施工缝宜设置在结构变形缝处，避免不同时间段施工的构件存在超标变形。

5 结束语

“逆作法”施工技术在大丰站进站天桥顺利实施，减少站场交叉作业，即保证施工组织，又节约大量措施费， 避免了营业线施工风险，获得参建各方高度评价，经济和社会效益良好，具有广泛推广价值。

参考文献：

[1]《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2011）

[2]《混凝土结构设计规范》   （GB50010-2010）（2015版）

[3]《钢结构设计标准》（GB50017-2017）

[4]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）