市政工程匝道桥钢箱梁施工技术探究
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摘 要：匝道桥钢箱梁施工技术在我国市政工程中已有较多应用，一些相关施工工艺已日趋成熟，相应规范也日益完善。针对城市内建筑群密集，交通拥堵及施工空间有限等情况，本文以湖南长沙汽车南站综合交通枢纽周边市政配套工程先锋路匝道桥钢箱梁专项施工为研究背景，以临时支墩为载体，简述了临时支墩在匝道桥钢箱梁施工过程，如何依据实际施工情况合理选择支墩，为今后类似条件下的市政工程匝道桥钢箱梁施工提供一定的参考。
关键词：
1 引言
匝道[1]为一小段用于进出道路主干线的附属衔接路段，在工程学中又被称为引道，主要有“平交匝道”及“立交匝道”两种形式。其中，立交匝道可在有限的占地面积里，形成两层及两层以上的立体交叠道路，尽可能地节省道路的占地面积。显然，匝道桥[2，3]可有效地缓解交通的拥堵情况，并提高交通客流的效率。
钢箱梁[4，5]是目前较大跨径桥梁施工中较为常用的一种结构形式，因其外型像箱子而得名。钢箱梁一般由底板、顶板、腹板、加劲肋及横纵隔板等部分全焊接而成;其中，顶板为正交异性桥面板，由纵向加劲肋和盖板组成。钢箱主梁的跨度最多可达几百米以上，横截面扁平且宽幅，高宽比大约为1：10。
汽车站场的市政通道附近大多交通紧张，空间狭窄;再加上汽车运营的影响，施工时间应尽量短，安全性满足要求，还需兼顾后期维修养护;因此合理的设计和施工尤为重要[6]，为满足城市路网规划和站场区域的通行需求，钢箱梁匝道桥成为解决此问题的有效措施。本文结合湖南省长沙市汽车南站综合交通枢纽周边市政配套工程先锋路匝道桥钢箱梁专项施工情况，对市政工程匝道桥箱梁桥的临时支撑的设计要点和施工方法进行介绍，可供以后类似的市政工程匝道桥钢箱梁施工提供一定的借鉴及参考。
2 工程概况
湖南长沙汽车南站综合交通枢纽周边市政配套工程先锋路匝道桥钢结构工程位于湖南长沙市雨花区洞井铺湖南长沙汽车南站边，长沙城市东南端。整个区域地形较为平坦，沿线地块开发强度较高，多为商业和住宅。
先锋路匝道桥钢结构工程共分为南、北二条匝道桥。全桥主梁、钢横梁、横隔板，加劲肋钢板等均采用Q345qD级，节点均采用高强螺栓连接，螺栓为10.9级摩擦型高强螺栓[7]。桥支座采用QZ系列球型钢支座。其中：北匝道桥分为2联，上部结构采用钢混组合梁，孔跨布置为：（30.45+32.5+27.5+23.53+30）m+（45+58+38.991）m，桥梁全长285.971m;南匝道桥分为3联，上部结构采用钢混组合梁，孔跨布置为：（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，桥梁全长430.863m;南、北匝道桥共计716.834m。北匝道桥上部结构全宽为8.5m，南匝道上部结构全宽为8.5-10m，南、北匝道桥上部结构均为2个单室钢-混凝土组合箱梁结构，钢箱组合梁采用开口截面形式，钢箱组合梁梁高均为1.8m，箱梁底板厚为14mm和16mm钢板，腹板厚为14mm钢板，钢主梁之间设置横向联系梁，联系梁梁高为1m。标准段第隔9m设置一道横向联系梁，钢箱组合梁内沿桥纵向每4.5m设置一道横隔板。
先锋路匝道桥钢结构位于长沙汽车南站交通最重要的交通干道，道路交通量极大，同时需经过中意一路和汇金路交叉十字路口，如图1所示。
3 临时支撑的设计计算
根据本项目现场实际施工条件，钢梁安装采用支架吊装法施工，所用到的临时支墩材料材质为Q235B，临时支墩[8]为格构柱形式。单个分段吊装支架主要由φ609×12mm钢管通过角钢∠75×5mm，槽钢[20连接而成的立体钢支墩，顶部采用H400×200型钢与钢管焊接。全桥支架在横梁顶部设置Φ609mm×12mm的调平钢管，同时每套临时支架上部设置30t液压千斤顶，可对钢箱梁高度进行调整;临时支墩的结构形式如图2所示。
3.1 临时支墩的基础处理原则
采用midas程序进行空间仿真模拟，吊装支架浇筑混凝土面积为9m2，混凝土厚度不小于30cm，钢管支架的最大反力为767kN，基础底部应力为85kPa，故混凝土扩大基础底部承载力不小于130kPa。
鉴于此，本工程临时支墩的基础处理应满足以下原则：
（1）当现有路面为混凝土或沥青路面时，直接在原路面上布置临时支墩。当现有路面为非混凝土或沥青路面时，检测地基承载力、变形及路面以下管道布置，若地基承载力≥130kPa，则可直接浇筑混凝土基础，在混凝土基础上布置临时支墩;若路面地基承载力<130kPa，应将路面夯实、碾平至承载力达到130kPa，然后浇筑混凝土扩大基础，在混凝土基础上布置临时支墩。
（2）现场桩基、承台施工造成部分路面破坏，软基路面支架基础采取换填20cm碎石，浇筑30cm混凝土。
临时支撑底部采用四块规格均为800mm×800mm×16mm钢板，與混凝土基础采用M16×180膨胀螺栓固定。
3.2 临时支墩的受力分析
临时支墩的结构类型为钢结构临时支撑，按GB 50017—2017《钢结构设计规范》[9]进行设计计算。柱及梁的数目均为6，支座约束数为2，节点总数为8，标准截面总数为5，结构重要性系数为0.95。考虑梁柱自重及恒载作用下柱的轴向变形，并考虑梁柱自重计算增大系数为1.20，梁刚度增大系数为1.00。不考虑基础。钢结构受拉柱及受压柱容许长细比分别为300与200;钢梁（恒+活）及钢梁（活）容许挠跨比分别为l/250及l/300;柱顶容许水平位移/柱高为l/150。抗震等级及地震烈度分别考虑为3与6.00。周期折减系数为0.80，采用振型分解法计算地震力计算方法，结构阻尼比为0.050;地震效应增大系数为1.000[10]。经钢结构设计标准GB 50017—-2017验算，恒载及荷载效应组合作用下的临时支墩的梁柱均满足强度要求，部分工况下的响应如图4及5所示。
4 综合分析及结论
（1）当现有路面为混凝土或沥青路面时，直接在原路面上布置临时支墩。当现有路面为非混凝土或沥青路面时，若地基承载力足够大，则可直接浇筑混凝土基础，在混凝土基础上布置临时支墩;若路面地基承载力较小，应将路面夯实、碾平直至承载力满足要求，然后浇筑混凝土扩大基础，在混凝土基础上布置临时支墩。
（2）临时支撑应严格依据相关规范进行设计计算，还应同时考虑恒载、活载、地震作用等的影响。
（3）对于站场区域交通的特殊性，采用匝道桥钢结构可有效地缓解交通的拥堵情况，并提高交通客流的效率。
参考文献：
[1] 赖耀宝.匝道桥的防落梁研究[D].深圳大学，2016.
[2] 张菊辉，管仲国.匝道桥地震响应影响要素分析[J].桥梁建设，2015（4）：58～63.
[3] 郭彦兵.厦门第二西通道主线隧道下穿既有疏港路高架桥及匝道桥桥墩施工安全性数值分析[J].施工技术，2020（1）：105～108.
[4] 李伟.铁路站场跨线桥耐候钢箱梁设计与施工[J].铁道建筑，2020（9）：1～5.
[5] 冯战坤.大跨度平行匝道钢箱梁施工技术[J].建筑施工，2020（3）：423～424+430.
[6] 梁芝梁.铁路跨线桥有限净空施工方案优选方法研究[D].石家庄铁道大学，2014.
[7] 徐绍婷.10.9级高强地脚螺栓质量控制研究[J].工程建设与设计，2020（5）：232～234.
[8] 陈江平.市政高架桥钢箱梁吊装施工技术[J].公路交通科技（应用技术版），2019（10）：156～160.
[9] GB 50017—2017.钢结构设计规范[S].
[10] GB 50011—2010.建筑抗震设计规范[S].
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