市政工程匝道橋鋼箱梁施工技術(shù)探究

彭惠芝

摘? ? 要：匝道橋鋼箱梁施工技術(shù)在我國市政工程中已有較多應(yīng)用，一些相關(guān)施工工藝已日趨成熟，相應(yīng)規(guī)范也日益完善。針對城市內(nèi)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(xiàng)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(jù)實(shí)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(guān)鍵詞：

1? 引言

匝道[1]為一小段用于進(jìn)出道路主干線的附屬銜接路段，在工程學(xué)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(jié)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(jié)構(gòu)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(dá)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(yùn)營的影響，施工時間應(yīng)盡量短，安全性滿足要求，還需兼顧后期維修養(yǎng)護(hù);因此合理的設(shè)計和施工尤為重要[6]，為滿足城市路網(wǎng)規(guī)劃和站場區(qū)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(jié)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(xiàng)施工情況，對市政工程匝道橋箱梁橋的臨時支撐的設(shè)計要點(diǎn)和施工方法進(jìn)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(jié)構(gòu)工程位于湖南長沙市雨花區(qū)洞井鋪湖南長沙汽車南站邊，長沙城市東南端。整個區(qū)域地形較為平坦，沿線地塊開發(fā)強(qiáng)度較高，多為商業(yè)和住宅。

先鋒路匝道橋鋼結(jié)構(gòu)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(jié)點(diǎn)均采用高強(qiáng)螺栓連接，螺栓為10.9級摩擦型高強(qiáng)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(lián)，上部結(jié)構(gòu)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(lián)，上部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)全寬為8.5m，南匝道上部結(jié)構(gòu)全寬為8.5-10m，南、北匝道橋上部結(jié)構(gòu)均為2個單室鋼-混凝土組合箱梁結(jié)構(gòu)，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(shè)置橫向聯(lián)系梁，聯(lián)系梁梁高為1m。標(biāo)準(zhǔn)段第隔9m設(shè)置一道橫向聯(lián)系梁，鋼箱組合梁內(nèi)沿橋縱向每4.5m設(shè)置一道橫隔板。

先鋒路匝道橋鋼結(jié)構(gòu)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(jīng)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(shè)計計算

根據(jù)本項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)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(zhì)為Q235B，臨時支墩[8]為格構(gòu)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(shè)置Φ609mm×12mm的調(diào)平鋼管，同時每套臨時支架上部設(shè)置30t液壓千斤頂，可對鋼箱梁高度進(jìn)行調(diào)整;臨時支墩的結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。

3.1? 臨時支墩的基礎(chǔ)處理原則

采用midas程序進(jìn)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(chǔ)底部應(yīng)力為85kPa，故混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)底部承載力不小于130kPa。

鑒于此，本工程臨時支墩的基礎(chǔ)處理應(yīng)滿足以下原則：

（1）當(dāng)現(xiàn)有路面為混凝土或?yàn)r青路面時，直接在原路面上布置臨時支墩。當(dāng)現(xiàn)有路面為非混凝土或?yàn)r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(chǔ)，在混凝土基礎(chǔ)上布置臨時支墩;若路面地基承載力<130kPa，應(yīng)將路面夯實(shí)、碾平至承載力達(dá)到130kPa，然后澆筑混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，在混凝土基礎(chǔ)上布置臨時支墩。

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

臨時支撐底部采用四塊規(guī)格均為800mm×800mm×16mm鋼板，與混凝土基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)類型為鋼結(jié)構(gòu)臨時支撐，按GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[9]進(jìn)行設(shè)計計算。柱及梁的數(shù)目均為6，支座約束數(shù)為2，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為8，標(biāo)準(zhǔn)截面總數(shù)為5，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為0.95?？紤]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(shù)為1.20，梁剛度增大系數(shù)為1.00。不考慮基礎(chǔ)。鋼結(jié)構(gòu)受拉柱及受壓柱容許長細(xì)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(fā)/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(shù)為0.80，采用振型分解法計算地震力計算方法，結(jié)構(gòu)阻尼比為0.050;地震效應(yīng)增大系數(shù)為1.000[10]。經(jīng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB 50017—-2017驗(yàn)算，恒載及荷載效應(yīng)組合作用下的臨時支墩的梁柱均滿足強(qiáng)度要求，部分工況下的響應(yīng)如圖4及5所示。

4? 綜合分析及結(jié)論

（1）當(dāng)現(xiàn)有路面為混凝土或?yàn)r青路面時，直接在原路面上布置臨時支墩。當(dāng)現(xiàn)有路面為非混凝土或?yàn)r青路面時，若地基承載力足夠大，則可直接澆筑混凝土基礎(chǔ)，在混凝土基礎(chǔ)上布置臨時支墩;若路面地基承載力較小，應(yīng)將路面夯實(shí)、碾平直至承載力滿足要求，然后澆筑混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，在混凝土基礎(chǔ)上布置臨時支墩。

（2）臨時支撐應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計計算，還應(yīng)同時考慮恒載、活載、地震作用等的影響。

（3）對于站場區(qū)域交通的特殊性，采用匝道橋鋼結(jié)構(gòu)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(xiàn)：

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[9] GB 50017—2017.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[10] GB 50011—2010.建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].