□记者 徐敏 通讯员 陈科技
9月6日，由上海城投公路投资（集团）有限公司建设、上海建工集团总承包施工管理北横通道二期一标——天目路高架工程顺利完成跨南北高架最高点的最后一段钢箱梁吊装。至此，一段离地30米的高架桥仅用了11天就精准“飞跃”市中心交通最繁忙的心脏地带，成了城市交通系统性更新的最新样本。
那么，在方寸之地的市中心交通“要塞”，如何实施这一精准的“搭桥手术”？项目承建方上海建工的建设者们日前接受了本报记者的专访，讲述了北横通道主线成功“上跨”南北高架背后的故事。
严谨“选料”
正在建设中的北横通道是上海东西走向的第二条大动脉，全长19.1公里。其中，天目路立交工程被认为是整个建设的重中之重。据介绍，该标段需要实现同南北高架的互通改造，跨越南北高架、苏州河、铁路及地铁1、3、4号线等，同时周边商铺、居民区林立，且交通保畅压力巨大，所以此间的施工也被建设者们称为“心脏地带的搭桥手术。”
为了做好这场“手术”，建设各方首先对桥梁的箱梁结构及材料进行了一番严谨的挑选。上海建工集团北横通道天目路立交项目经理余伟认为，上跨桥梁的材质应轻质、高强、耐久。因此，在对比了传统的全混凝土结构和现下流行的纯钢结构的各种优缺点后，项目部最终选择了钢混叠合梁的结构形式。
钢混叠合梁是指桥梁主梁结构采用钢结构框架梁、桥面板采用钢筋混凝土的结构形式。此种结构相比与全部采用钢筋混凝土结构自重小，适用跨度大，并解决了钢结构桥面板容易开裂的问题。余伟透露，如果采用全混凝土结构，最大单体重量将达200吨；而由高强度的钢混叠合梁取代后，最大单体重量可减到100吨以下。如此一来，墩柱从44套减至35套，立柱间距扩大至40米，可增加车辆通行频次。项目副经理王虓补充说，纯钢结构的主要优点是整体轻量化，施工简便，可以根据不同的路况要求及施工要求进行跨度及分段的调整；钢混叠合梁的主要优势也是在这里。但是纯钢结构由于钢结构的材质特性，长期行车易产生钢结构疲劳，对于整体桥梁的耐久性不利；而钢混叠合梁通过组合形式，在抗疲劳和耐久性上会有更好表现，因此最终选择了该形式。
结构形式确定后，设计人员根据高架桥的跨度和受力性能，采用了Q420qD和Q345qD两种不同强度等级的钢材。其中Q420qD属于高强钢，在市政桥梁中属于较高材质，在跨度较大的梁段使用可以节省钢材、降低工程造价。
对于承担此项钢结构加工任务的上海建工（江苏）钢结构有限公司而言，两种不同强度等级的钢材组合意味着更大的焊接难度和更高的焊材要求。该公司总工程师徐文敏告诉记者，Q420qD强度较高，相较于Q345qD韧性和可焊性较差，特别是两种材质的混钢种焊接难度更大。公司通过大量的焊接工艺评定试验，确定了合适的焊接材料和合理的焊接参数，保证了每条焊缝的质量均达到设计要求。
快速“飞跃”
从8月25日晚正式启动北横通道主线跨南北高架最高点钢梁的吊装施工，到9月6日凌晨该项目制高点的精准合龙，整个吊装施工作业只用了11天，而一般采用常规方法的施工周期则需1个月。
出于安全考虑，施工期间需对南北高架进行封闭，但作为城市交通主通道的南北高架其实并不适宜连续封闭施工的，因此如何充分利用夜晚时间快速“飞跃”南北高架，就成了整个施工过程中尤为重要的一环。王虓介绍，“我们采用了尽可能大跨度、大构件的方式进行南北高架跨越施工，尽可能减少吊装的次数，此举大大缩短了施工时间，也减少了对南北高架日常通行的影响。”采访中，上海建工（江苏）钢结构有限公司总经理章荣辉也表示，只要现场空间位置允许，公司会因地制宜加工尽可能大块的构件送到现场，“这样不仅能减少现场的焊接工作量，对施工质量也有好处。”据悉，最大的构件长度达40米。
同时，钢结构加工企业作为承上启下的中间一环，在项目前期策划过程中，及时与上游的设计以及下游的施工单位做好沟通协调工作也显得十分重要。徐文敏介绍，由于现场吊装时间有限，因此在构件制作时就将现场吊装作业的各种工况都考虑进去了。例如，要求施工方提前告知现场吊点的位置，在制作时就将吊点提前焊好，减少现场的作业时间；由于施工场地小，因此在装车时还会考虑构件放置的方向，避免到了现场还要转身调头等情况的出现。“如此的无缝对接，也正是上海建工全产业链加精细化管理的优势所在。”徐文敏说。
精准“搭桥”
天目路立交转盘内空间狭小、环境复杂，在此施工难度堪比“螺蛳壳里做道场”。据了解，建设各方曾考虑采用整体顶推滑移的施工方案，通过在高空把跨越南北高架的整垮钢箱梁在西侧拼装完成后，整体滑移跨越南北高架，但是由于主线有较大的纵坡，从而整体顶推滑移过程及最终落梁施工的安全风险很大，所以最后未采用该方案。同时，在吊装方案的选择中，也考虑过采用汽车吊进行跨越吊装，但是由于现场地面交通繁忙，同时电车线、架空线等障碍物众多，安全风险也很高。
负责具体吊装施工的上海建工机施集团北横通道天目路高架项目副经理王伟介绍，为加快工程进度，减少施工对交通通行环境的影响，经各参建单位研究，最终选择在方寸之地内安装一台曾服役于上海中心建设的超大型ZSL2700动臂式塔吊，塔身高28米、大臂长65米，最大起重量100吨，而占地面积仅3.6×3.6米，占用地面道路面积最小，满足交通通行要求。同时，在转盘区域内将钢箱梁进行合理分段，使用塔吊分段吊装就位，并通过临时支撑进行固定，在高空拼装焊接成整体后再拆除临时支撑。
为了确保吊装作业的精准无误，钢箱梁在送到施工现场前也历经了一番严苛的“考验”。据悉，钢板在焊接过程中，需要开设规定角度的坡口，以满足最终的焊接质量要求。在位于江苏海门的上海建工（江苏）钢结构有限公司车间里，新引进了一台德国进口切割机。章荣辉介绍，该切割设备能够实现切割、开设坡口同步完成，精度达到毫米级。而常规数控切割设备，只能完成切割工作，开设坡口需要工人采用半自动切割设备进行二次作业，加工周期长，加工质量受工人技能水平影响大。
同时，车间外，一台全站仪正在对已经加工完成的大型构件进行复核扫描。各种数据被及时导入“钢结构精度控制系统”软件中进行数据分析。徐文敏介绍，“实物接口的每个测控点都可与设计模型数据进行比对，所有的偏差数据都能在电脑屏幕上显示出来，确保构件的加工精度控制在3毫米内。”此外，在场地条件允许的条件下，还采取了整胎制作的加工方式。如此可保证分段间的接口尺寸及整联桥的线性，确保现场快速、精准安装。
另据了解，此次完成上跨的是北横通道的西段工程，预计在明年6月底前实现北横通道西段工程的顺利通车。目前东段施工也已启动，北横通道全线贯通预计将在2023年年底，届时将成为上海东西向路网的重要组成部分。
