市政工程匝道橋鋼箱梁施工技術探究

彭惠芝

摘? ? 要：匝道橋鋼箱梁施工技術在我國市政工程中已有較多應用，一些相關施工工藝已日趨成熟，相應規范也日益完善。針對城市內建筑群密集，交通擁堵及施工空間有限等情況，本文以湖南長沙汽車南站綜合交通樞紐周邊市政配套工程先鋒路匝道橋鋼箱梁專項施工為研究背景，以臨時支墩為載體，簡述了臨時支墩在匝道橋鋼箱梁施工過程，如何依據實際施工情況合理選擇支墩，為今后類似條件下的市政工程匝道橋鋼箱梁施工提供一定的參考。

關鍵詞：

1? 引言

匝道[1]為一小段用于進出道路主干線的附屬銜接路段，在工程學中又被稱為引道，主要有“平交匝道”及“立交匝道”兩種形式。其中，立交匝道可在有限的占地面積里，形成兩層及兩層以上的立體交疊道路，盡可能地節省道路的占地面積。顯然，匝道橋[2，3]可有效地緩解交通的擁堵情況，并提高交通客流的效率。

鋼箱梁[4，5]是目前較大跨徑橋梁施工中較為常用的一種結構形式，因其外型像箱子而得名。鋼箱梁一般由底板、頂板、腹板、加勁肋及橫縱隔板等部分全焊接而成;其中，頂板為正交異性橋面板，由縱向加勁肋和蓋板組成。鋼箱主梁的跨度最多可達幾百米以上，橫截面扁平且寬幅，高寬比大約為1：10。

汽車站場的市政通道附近大多交通緊張，空間狹窄;再加上汽車運營的影響，施工時間應盡量短，安全性滿足要求，還需兼顧后期維修養護;因此合理的設計和施工尤為重要[6]，為滿足城市路網規劃和站場區域的通行需求，鋼箱梁匝道橋成為解決此問題的有效措施。本文結合湖南省長沙市汽車南站綜合交通樞紐周邊市政配套工程先鋒路匝道橋鋼箱梁專項施工情況，對市政工程匝道橋箱梁橋的臨時支撐的設計要點和施工方法進行介紹，可供以后類似的市政工程匝道橋鋼箱梁施工提供一定的借鑒及參考。

2? 工程概況

湖南長沙汽車南站綜合交通樞紐周邊市政配套工程先鋒路匝道橋鋼結構工程位于湖南長沙市雨花區洞井鋪湖南長沙汽車南站邊，長沙城市東南端。整個區域地形較為平坦，沿線地塊開發強度較高，多為商業和住宅。

先鋒路匝道橋鋼結構工程共分為南、北二條匝道橋。全橋主梁、鋼橫梁、橫隔板，加勁肋鋼板等均采用Q345qD級，節點均采用高強螺栓連接，螺栓為10.9級摩擦型高強螺栓[7]。橋支座采用QZ系列球型鋼支座。其中：北匝道橋分為2聯，上部結構采用鋼混組合梁，孔跨布置為：（30.45+32.5+27.5+23.53+30）m+（45+58+38.991）m，橋梁全長285.971m;南匝道橋分為3聯，上部結構采用鋼混組合梁，孔跨布置為：（30.45+29.738+28.216+21.623）m+（39.047+45+44.151+37.605）m+（33.5+34+34+26.304+27.229）m，橋梁全長430.863m;南、北匝道橋共計716.834m。北匝道橋上部結構全寬為8.5m，南匝道上部結構全寬為8.5-10m，南、北匝道橋上部結構均為2個單室鋼-混凝土組合箱梁結構，鋼箱組合梁采用開口截面形式，鋼箱組合梁梁高均為1.8m，箱梁底板厚為14mm和16mm鋼板，腹板厚為14mm鋼板，鋼主梁之間設置橫向聯系梁，聯系梁梁高為1m。標準段第隔9m設置一道橫向聯系梁，鋼箱組合梁內沿橋縱向每4.5m設置一道橫隔板。

先鋒路匝道橋鋼結構位于長沙汽車南站交通最重要的交通干道，道路交通量極大，同時需經過中意一路和匯金路交叉十字路口，如圖1所示。

3? 臨時支撐的設計計算

根據本項目現場實際施工條件，鋼梁安裝采用支架吊裝法施工，所用到的臨時支墩材料材質為Q235B，臨時支墩[8]為格構柱形式。單個分段吊裝支架主要由φ609×12mm鋼管通過角鋼∠75×5mm，槽鋼[20連接而成的立體鋼支墩，頂部采用H400×200型鋼與鋼管焊接。全橋支架在橫梁頂部設置Φ609mm×12mm的調平鋼管，同時每套臨時支架上部設置30t液壓千斤頂，可對鋼箱梁高度進行調整;臨時支墩的結構形式如圖2所示。

3.1? 臨時支墩的基礎處理原則

采用midas程序進行空間仿真模擬，吊裝支架澆筑混凝土面積為9m2，混凝土厚度不小于30cm，鋼管支架的最大反力為767kN，基礎底部應力為85kPa，故混凝土擴大基礎底部承載力不小于130kPa。

鑒于此，本工程臨時支墩的基礎處理應滿足以下原則：

（1）當現有路面為混凝土或瀝青路面時，直接在原路面上布置臨時支墩。當現有路面為非混凝土或瀝青路面時，檢測地基承載力、變形及路面以下管道布置，若地基承載力≥130kPa，則可直接澆筑混凝土基礎，在混凝土基礎上布置臨時支墩;若路面地基承載力<130kPa，應將路面夯實、碾平至承載力達到130kPa，然后澆筑混凝土擴大基礎，在混凝土基礎上布置臨時支墩。

（2）現場樁基、承臺施工造成部分路面破壞，軟基路面支架基礎采取換填20cm碎石，澆筑30cm混凝土。

臨時支撐底部采用四塊規格均為800mm×800mm×16mm鋼板，與混凝土基礎采用M16×180膨脹螺栓固定。

3.2? 臨時支墩的受力分析

臨時支墩的結構類型為鋼結構臨時支撐，按GB 50017—2017《鋼結構設計規范》[9]進行設計計算。柱及梁的數目均為6，支座約束數為2，節點總數為8，標準截面總數為5，結構重要性系數為0.95。考慮梁柱自重及恒載作用下柱的軸向變形，并考慮梁柱自重計算增大系數為1.20，梁剛度增大系數為1.00。不考慮基礎。鋼結構受拉柱及受壓柱容許長細比分別為300與200;鋼梁（恒+活）及鋼梁（活）容許撓跨比分別為l/250及l/300;柱頂容許水平位移/柱高為l/150。抗震等級及地震烈度分別考慮為3與6.00。周期折減系數為0.80，采用振型分解法計算地震力計算方法，結構阻尼比為0.050;地震效應增大系數為1.000[10]。經鋼結構設計標準GB 50017—-2017驗算，恒載及荷載效應組合作用下的臨時支墩的梁柱均滿足強度要求，部分工況下的響應如圖4及5所示。

4? 綜合分析及結論

（1）當現有路面為混凝土或瀝青路面時，直接在原路面上布置臨時支墩。當現有路面為非混凝土或瀝青路面時，若地基承載力足夠大，則可直接澆筑混凝土基礎，在混凝土基礎上布置臨時支墩;若路面地基承載力較小，應將路面夯實、碾平直至承載力滿足要求，然后澆筑混凝土擴大基礎，在混凝土基礎上布置臨時支墩。

（2）臨時支撐應嚴格依據相關規范進行設計計算，還應同時考慮恒載、活載、地震作用等的影響。

（3）對于站場區域交通的特殊性，采用匝道橋鋼結構可有效地緩解交通的擁堵情況，并提高交通客流的效率。

參考文獻：

[1] 賴耀寶.匝道橋的防落梁研究[D].深圳大學，2016.

[2] 張菊輝，管仲國.匝道橋地震響應影響要素分析[J].橋梁建設，2015（4）：58～63.

[3] 郭彥兵.廈門第二西通道主線隧道下穿既有疏港路高架橋及匝道橋橋墩施工安全性數值分析[J].施工技術，2020（1）：105～108.

[4] 李偉.鐵路站場跨線橋耐候鋼箱梁設計與施工[J].鐵道建筑，2020（9）：1～5.

[5] 馮戰坤.大跨度平行匝道鋼箱梁施工技術[J].建筑施工，2020（3）：423～424+430.

[6] 梁芝梁.鐵路跨線橋有限凈空施工方案優選方法研究[D].石家莊鐵道大學，2014.

[7] 徐紹婷.10.9級高強地腳螺栓質量控制研究[J].工程建設與設計，2020（5）：232～234.

[8] 陳江平.市政高架橋鋼箱梁吊裝施工技術[J].公路交通科技（應用技術版），2019（10）：156～160.

[9] GB 50017—2017.鋼結構設計規范[S].

[10] GB 50011—2010.建筑抗震設計規范[S].