高鐵站站前廣場高架橋鋼箱梁架設支撐體系設計

喻靈杰

摘要： 高架橋被越來越多地用于高鐵車站與站外道路的聯絡線。因其一般為曲線形式，其鋼箱梁架設不僅要受到線形控制，還須考慮車站建筑的限制，使架設難度加大。以某市高鐵站站前廣場高架橋工程項目為依托，考慮到該工程特點，采用鋼管柱墩與梁組合來搭設鋼箱梁架設用的臨時支撐體系，并簡單介紹了該支撐體系的布置形式和設計過程，不僅為該工程的成功建設提供了技術指導，也為今后類似工程提供了參考。

Abstract： The viaduct is more and more used in the tie line between high-speed railway station and out of the way road. Because of the general curve form， the erection of steel box girder is not only subjected to linear control， but also must consider the station building restrictions， so the erection is difficult. Taking a high-speed rail station square viaduct project， considering the features of the project， temporary support system is to use steel pipe column pier and beam to erect steel box girder， and this paper briefly introduces the layout form and design process of this support system， which not only provides technical guidance for the successful construction of the project， but also provide a reference for similar projects in the future.

關鍵詞： 高架橋；曲線鋼箱梁；支撐體系

Key words： viaduct；curved steel box girder；support system

中圖分類號：U448.28 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）34-0139-03

1 工程概述

在中國高速客運專線迅速發展的今天，大量的高鐵線路正在建設當中，一些高速鐵路站采用高架橋作為車站和站外交通道路的聯絡線。從站外交通道路進入站前的高架橋一般有曲率大、線形復雜的特點，施工難度大[1-6]。本工程項目為某市高鐵站站前廣場中進出高鐵車站站房的上下匝道。整個高架橋由橋QA、QB、QC、QD、QE和QF組成，其中，橋QA變寬連接段（跨徑20m），橋QB第一聯（跨徑41m+36m+41.5m）、第二聯（跨徑22m+33m+33m+21m）、第三聯（跨徑29m+20.5m+2m），橋QC第二聯（跨徑35.7m+38m+33m），橋QE第一聯（跨徑41m+36m+41.5m）、第二聯（跨徑22m+33m+33m+21m）、第三聯（跨徑28m+20.5m+2m）及橋QF第二聯（跨徑35.7m+38m+33m）共計九聯采用了鋼箱梁結構形式。

鋼箱梁均采用正交異性橋面板全焊鋼結構，除橋QA變寬段、橋QB第一聯、橋QB第三聯及橋QE第一聯為橋面變寬鋼箱梁，其余各聯均為橋面等寬鋼箱梁。除變寬段采用單箱多室截面外，其余段均采用單箱單室截面，橋面橫斷面為單面坡，不設超高段橫坡1%，設超高段橫坡2%，橋梁中心線處梁高1.6m。不設超高段橫坡、設超高段橫坡均通過箱梁剛性旋轉實現。

鋼箱梁頂板板厚為14mm，支墩位置頂板加厚為32mm，頂板及懸臂部分采用縱向“T”式加勁肋。底板板厚也為14mm，支墩位置底板加厚為32mm，并也采用縱向“T”式加勁肋。腹板板厚14mm，邊腹板采用斜腹板，腹板設置水平加勁肋。

鋼箱梁內縱向每2m左右設置一道普通橫隔板，中間開設人孔，支點處設置支撐橫梁，支承橫梁采用整板并設置豎向加勁肋。鋼箱梁兩側懸臂寬2m，縱向每2m均勻設置懸臂梁，懸臂梁的位置與豎向加勁肋、箱內橫隔板對應。懸臂梁下翼緣之間焊接了薄鋼板，為了確保與混凝土箱梁外形一致。

本工程鋼箱梁分段在工廠制造完成后再運輸至現場進行吊裝、焊接。由于橋梁線形控制難度大，為保證各分段能夠精確拼裝，需在架設前安裝臨時支撐系統。

臨時支撐由鋼筋混凝土基礎、鋼管柱、工字形橫梁和連接系等部分組成，設計臨時支撐系統時須分別對它們進行計算設計。

2 臨時架設平臺設計與安裝方案

2.1 臨時支撐的布置方案

各橋鋼箱梁臨時支撐位置布置根據鋼箱梁環口分段以及鋼箱梁內部隔板支撐點位置確定，具體如圖2所示。另外，橋QA變寬段不設臨時支撐。

2.2 臨時支撐的設計與施工

2.2.1 基礎

根據現場實際情況及本工程各鋼箱梁節段重量，故各匝道臨時支撐基礎可直接在原地面上澆筑鋼筋混凝土擴大基礎。

基礎采用C25混凝土，根據支撐受力以及現場安裝場地實際情況，支撐鋼筋混凝土基礎設計為剛性基礎。按照梁式配筋，內配A12@150雙層雙向鋼筋?；A最低厚度不小于40cm。

根據鋼箱梁的斷面設計支撐鋼筋混凝土基礎尺寸為：Ⅰ型獨立基礎大小為6m×3m×0.4m，雙層雙向內配A12@150鋼筋的鋼筋混凝土基礎。為便于與鋼管焊接，在頂面預埋500mm×500mm×12mm鋼板。endprint

Ⅱ型基礎兩道，尺寸為Mm×1m×0.4m（基礎長度M由節段底板寬度定），內配鋼筋A12@150雙層雙向布置的鋼筋混凝土基礎。在頂面預埋500mm×500mm×12mm鋼板，以便與鋼管焊接固定。

箱梁分段最大重量約為157.02t（橋QB第一聯JD1+JD2+JD3），支撐需承受一半重量，為確保安全性考慮支撐的荷載設計要求為85t（含鋼管支撐重量）。此外獨立基礎的重量為3m×6m×0.4m×2.4t/m3=17.28t，計算得（85+17.28）t /（3×6）=5.68t/m2= 56.8kN/m2，滿足地基承載力要求。

2.2.2 立柱

立柱采用直徑，325鋼管，壁厚7mm。立柱的頂部采用勁板加強，頂端采用50cm×50cm×12mm鋼板封頂。

考慮到鋼箱梁的分段安裝的要求，鋼架橋采用分段吊裝、臨時支墩的架設方法。為了確保架設的順利進行，按照設計圖在分段接頭設置支撐，起調整和支撐作用。

橋QB第一聯JD1+JD2+JD3鋼箱梁為最重梁段（約157.02t），單個的臨時支墩承受一半的重量，為確保其安全性，支墩的軸心壓力設計值為850kN。

依據GB50017-2003《鋼結構設計規范》和GB50011-2010《建筑抗震設計規范》，根據軸力驗算鋼管柱如下：

①截面特性：A=69.932cm2，ix=11.245cm，iy=11.245cm；鋼材牌號Q235，則鋼材強度折減系數1.00；計算長度取l0x=l0y=5.972m。

②強度驗算：構件截面的最大厚度為7mm，根據GB50017-2003，f=215.00N/mm2，根據公式5.1.1-1計算得：

滿足要求。

③穩定性驗算：按5.1.2-2計算長細比：

支撐鋼管為雙軸對稱截面，根據GB50017-2003表5.1.2-1，對x、y軸均屬于a類截面，查附錄C，用內插法得穩定系數φ為0.902。兩個主軸方向的長細比為67.34，小于容許的長細比150.00，根據規范公式5.1.2-1：

滿足穩定性要求。

2.2.3 頂部橫梁

頂部橫梁，即在支撐立柱鋼管頂部設置雙拼工字鋼橫梁，在其上下支點位置處設置小立柱支撐設置點。

2.2.4 小立柱支撐

小立柱支撐，主要是用來調節立柱支撐的高度，同時也是為了方便總支撐的拆除。

一般情況下高度應控制在0.5m以內。具體操作方法如下：在架設完格構柱支撐后，在支撐的頂部橫向的頂部設置一根通常的剛橫梁，水平放置。此處的剛橫梁為雙拼工字鋼。將承重梁與支撐焊接固定，然后再在工字鋼上安裝小立柱支撐架。

2.2.5 連接系

縱梁連接系分為橫向和縱向兩部分，其均為槽鋼，使用連接板同立柱焊接進行固定。

2.2.6 臨時支撐用腳手

臨時支撐用腳手，將鋼爬梯安裝到支撐上，同時做好外圍防護欄桿。鋼箱梁上下通道，采用部分臨時支撐內設置1m寬的上下斜道，斜道骨架為3-4根腳手鋼管，上鋪0.8m×1.2m的竹蓮同腳手鋼管固定，同時兩邊側做好安全防護欄桿和安全圍護措施，確保上下行人和工作的安全。在鋼管在支撐立柱的頂部，設置用5cm厚，長4-5m的長木板進行鋪設。

2.3 臨時支撐現場施工

根據現場不同位置及橋面的不同高度調整支撐的斜撐位置，I和Ⅱ型臨時支撐的具體形式如圖4所示。

鋼支撐與鋼筋混凝土基礎采用預埋鋼板焊接，支撐之間的槽鋼連接、槽鋼與鋼管連接、鋼管頂部與分配梁連接全部采用焊接，焊接為雙面結構焊接。局部在雙拼工字鋼分配梁與鋼管立柱頂采用加勁肋焊接。

3 結語

該高鐵站站前廣場高架橋的大跨度鋼箱梁于2016年9月開始吊裝，由于受曲線線形和車站建筑等的限制，施工難度較大。本文以此工程為依托，重點闡述了鋼箱梁節段吊裝架設時所使用的臨時支撐系統的設計與施工，臨時支撐的成功安裝將為高架橋鋼箱梁的拼裝質量和線形提供保障，同時，也為今后類似鋼箱梁架設工程的施工提供參考和借鑒。

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