第A03版:建筑钢结构

宝钢钢构承建星空之境 收获“无限”

星空之境“无限桥”坐落在上海浦东新区南汇新城滴水湖畔星空之境海绵公园内,是宝钢钢构今年承接的三项钢结构桥梁项目之一,也是加工制作和安装施工难度最大的一座钢结构景观桥。“无限桥”位于公园的核心位置,南北横跨春涟河,连接着公园主建筑“星毯”与星动广场两个最具活力的功能区,紧邻刚刚开业的上海天文馆。“无限桥”由北京奥运会主体育场“鸟巢”的中方设计团队李兴刚大师主持设计,设计理念来自莫比乌斯环,象征宇宙的无穷无尽。桥身形态借鉴了数学的无限符号“∞”,采用了钢与混凝土组合结构创新技术,远看如轻盈的丝带一般飘落在公园中心。

星空之境“无限桥”钢结构总量达1200余吨,过河跨度111米。千余吨的钢结构桥梁,无螺栓连接,采用纯焊接工艺,在工厂制作和现场安装过程中克服重重困难,最终达到满足设计要求,现场顺利安装,技术堪称国内一流。

星空之境“无限桥”整桥分为两个圆弧上坡段和一个跨河直桥段。圆弧上坡段外径为45米;跨河直桥段跨度为111米,整桥长约340米。宝钢钢构作为“无限桥”项目钢结构专业承包单位,历时近三个月的积极筹划、技术攻关,组织专家论证,克服高温、台风等恶劣气候影响,顺利完成“无限桥”项目钢结构安装。

项目部在星空之境“无限桥”钢结构实施过程中先后攻克了深化设计、加工制作和现场安装三大难题:

一、深化设计

“无限桥”的形态特点是一条连续的不规则曲线,即便在所谓的跨河直线段,也仅是在投影方向是直线,竖直方向还是存在起拱的;同时由于项目创新性选择局部浇筑混凝土的焊接箱型杆件作为主弦杆、热轧H型钢为斜撑和水平支撑,这为Tekla软件建模带来了极大难度。设计人员通过以空间坐标构件轴线模型,局部以直代曲等方法,顺利完成了从建模到出图的深化设计任务,既满足了设计的空间尺寸要求,同时兼顾了起拱尺寸、加工方便及现场安装定位要求。

二、加工制作

“无限桥”的加工制作难点在于没有任何两片桁架是一样的,几乎所有的桁架分段都是空间扭曲形状;过河段的单向垂直向上起拱通过简单的放样可以实现;圆弧上坡段仅在落地端和连接段有两处支撑,其余位置均为连续上坡的圆弧悬挑,不规则螺旋桁架结构的悬挑起拱量以及起拱后各杆件尺寸的调整难度非常大。通过反复研究、讨论,最终确定以圆弧段中心为极坐标点,整个悬挑段桁架围绕极坐标点整体起拱,这样可以保证悬挑段桁架的横截面在起拱后保持矩形不变,巧妙地解决了因内外圈桁架起拱量不同导致横截面米字型支撑杆件尺寸、形状难以确定的问题,大大简化了工厂加工放样的难度,提高了尺寸控制的精度。

三、安装施工

“无限桥”的现场安装施工主要分为“跨河”“合拢”“卸载”三个阶段,每个阶段各有其特点和难点。

阶段1:“跨河”

“无限桥”跨河直线段主桥长46米,宽5.2米,总重量约120吨,属于超过一定规模的“危大工程”;在精心讨论、制订技术方案的基础上,先后两次召开专家论证会,对跨河吊装施工方案进行论证。过河段46米桁架在A地块岸边场地进行整体拼装,然后由1台600吨汽车吊进行抬吊往河中心移送,河对岸D地块由1台300吨汽车吊进行接运,整体移送距离超过50米,最终由2台吊机共同将过河段吊放至河两侧的支撑架上,完成“跨河”。

阶段2:合龙

“无限桥”主桥合龙主要工作为主桥过河段和两侧桥墩延伸过来的接引段之间的对接。“无限桥”桁架主弦杆的材质主要为Q420C,节点强度高,焊接要求高,桥梁合龙的最佳温度为20±5摄氏度。安装阶段焊接操作受高空环境和天气特殊情况影响较大。由于该工程合拢阶段恰逢7月底三伏天,白天现场温度达到35~40摄氏度,不适宜进行合拢对接,通过现场施工安排,将最终合龙时间设置在夜间的下半夜,最终对接时环境温度为23摄氏度,有效保证了整体结构的合理受力,满足设计要求。

阶段3:“卸载”

卸载是钢结构桥梁安装工作过程中重要程序之一。根据现场作业条件及施工要求,采用分区域整体卸载技术方案,各卸载点按比例下降卸载。卸载过程中以桥梁的中心线为监测对象,曲线段以桥梁的圆心点位监测对象进行全程位移监控,在保证安全的前提下,严格按照计算书要求控制位移偏差值,确保卸载顺利完成,各区域最大下挠量与设计值吻合度良好。

卸载完成的“无限桥”已经实现靠自身体系结构贯通,经过外立面装饰板及桥面楼板铺装,一条飘逸的白丝带横跨在星空之境公园中心。日前,星空之境海绵公园已开园试运行,作为全国第二批海绵试点城市的重点项目,公园以海绵技术为内核、以星空之境为主题、以艺术地形为特色,打造超50万平方米的集海绵功能、休闲娱乐、生态绿色为一体的城市公园,而“无限桥”就是这个绿色生态创意公园中最闪亮的明星。 (宝钢)

2021-08-30 2 2 建筑时报 content_14180.html 1 3 宝钢钢构承建星空之境 收获“无限” /enpproperty-->