高铁站站前广场高架桥钢箱梁架设支撑体系设计

喻灵杰

摘要： 高架桥被越来越多地用于高铁车站与站外道路的联络线。因其一般为曲线形式，其钢箱梁架设不仅要受到线形控制，还须考虑车站建筑的限制，使架设难度加大。以某市高铁站站前广场高架桥工程项目为依托，考虑到该工程特点，采用钢管柱墩与梁组合来搭设钢箱梁架设用的临时支撑体系，并简单介绍了该支撑体系的布置形式和设计过程，不仅为该工程的成功建设提供了技术指导，也为今后类似工程提供了参考。

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.

關键词： 高架桥；曲线钢箱梁；支撑体系

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

中图分类号：U448.28 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）34-0139-03

1 工程概述

在中国高速客运专线迅速发展的今天，大量的高铁线路正在建设当中，一些高速铁路站采用高架桥作为车站和站外交通道路的联络线。从站外交通道路进入站前的高架桥一般有曲率大、线形复杂的特点，施工难度大[1-6]。本工程项目为某市高铁站站前广场中进出高铁车站站房的上下匝道。整个高架桥由桥QA、QB、QC、QD、QE和QF组成，其中，桥QA变宽连接段（跨径20m），桥QB第一联（跨径41m+36m+41.5m）、第二联（跨径22m+33m+33m+21m）、第三联（跨径29m+20.5m+2m），桥QC第二联（跨径35.7m+38m+33m），桥QE第一联（跨径41m+36m+41.5m）、第二联（跨径22m+33m+33m+21m）、第三联（跨径28m+20.5m+2m）及桥QF第二联（跨径35.7m+38m+33m）共计九联采用了钢箱梁结构形式。

钢箱梁均采用正交异性桥面板全焊钢结构，除桥QA变宽段、桥QB第一联、桥QB第三联及桥QE第一联为桥面变宽钢箱梁，其余各联均为桥面等宽钢箱梁。除变宽段采用单箱多室截面外，其余段均采用单箱单室截面，桥面横断面为单面坡，不设超高段横坡1%，设超高段横坡2%，桥梁中心线处梁高1.6m。不设超高段横坡、设超高段横坡均通过箱梁刚性旋转实现。

钢箱梁顶板板厚为14mm，支墩位置顶板加厚为32mm，顶板及悬臂部分采用纵向“T”式加劲肋。底板板厚也为14mm，支墩位置底板加厚为32mm，并也采用纵向“T”式加劲肋。腹板板厚14mm，边腹板采用斜腹板，腹板设置水平加劲肋。

钢箱梁内纵向每2m左右设置一道普通横隔板，中间开设人孔，支点处设置支撑横梁，支承横梁采用整板并设置竖向加劲肋。钢箱梁两侧悬臂宽2m，纵向每2m均匀设置悬臂梁，悬臂梁的位置与竖向加劲肋、箱内横隔板对应。悬臂梁下翼缘之间焊接了薄钢板，为了确保与混凝土箱梁外形一致。

本工程钢箱梁分段在工厂制造完成后再运输至现场进行吊装、焊接。由于桥梁线形控制难度大，为保证各分段能够精确拼装，需在架设前安装临时支撑系统。

临时支撑由钢筋混凝土基础、钢管柱、工字形横梁和连接系等部分组成，设计临时支撑系统时须分别对它们进行计算设计。

2 临时架设平台设计与安装方案

2.1 临时支撑的布置方案

各桥钢箱梁临时支撑位置布置根据钢箱梁环口分段以及钢箱梁内部隔板支撑点位置确定，具体如图2所示。另外，桥QA变宽段不设临时支撑。

2.2 临时支撑的设计与施工

2.2.1 基础

根据现场实际情况及本工程各钢箱梁节段重量，故各匝道临时支撑基础可直接在原地面上浇筑钢筋混凝土扩大基础。

基础采用C25混凝土，根据支撑受力以及现场安装场地实际情况，支撑钢筋混凝土基础设计为刚性基础。按照梁式配筋，内配A12@150双层双向钢筋。基础最低厚度不小于40cm。

根据钢箱梁的断面设计支撑钢筋混凝土基础尺寸为：Ⅰ型独立基础大小为6m×3m×0.4m，双层双向内配A12@150钢筋的钢筋混凝土基础。为便于与钢管焊接，在顶面预埋500mm×500mm×12mm钢板。endprint

Ⅱ型基础两道，尺寸为Mm×1m×0.4m（基础长度M由节段底板宽度定），内配钢筋A12@150双层双向布置的钢筋混凝土基础。在顶面预埋500mm×500mm×12mm钢板，以便与钢管焊接固定。

箱梁分段最大重量约为157.02t（桥QB第一联JD1+JD2+JD3），支撑需承受一半重量，为确保安全性考虑支撑的荷载设计要求为85t（含钢管支撑重量）。此外独立基础的重量为3m×6m×0.4m×2.4t/m3=17.28t，计算得（85+17.28）t /（3×6）=5.68t/m2= 56.8kN/m2，满足地基承载力要求。

2.2.2 立柱

立柱采用直径，325钢管，壁厚7mm。立柱的顶部采用劲板加强，顶端采用50cm×50cm×12mm钢板封顶。

考虑到钢箱梁的分段安装的要求，钢架桥采用分段吊装、临时支墩的架设方法。为了确保架设的顺利进行，按照设计图在分段接头设置支撑，起调整和支撑作用。

桥QB第一联JD1+JD2+JD3钢箱梁为最重梁段（约157.02t），单个的临时支墩承受一半的重量，为确保其安全性，支墩的轴心压力设计值为850kN。

依据GB50017-2003《钢结构设计规范》和GB50011-2010《建筑抗震设计规范》，根据轴力验算钢管柱如下：

①截面特性：A=69.932cm2，ix=11.245cm，iy=11.245cm；钢材牌号Q235，则钢材强度折减系数1.00；计算长度取l0x=l0y=5.972m。

②强度验算：构件截面的最大厚度为7mm，根据GB50017-2003，f=215.00N/mm2，根据公式5.1.1-1计算得：

满足要求。

③稳定性验算：按5.1.2-2计算长细比：

支撐钢管为双轴对称截面，根据GB50017-2003表5.1.2-1，对x、y轴均属于a类截面，查附录C，用内插法得稳定系数φ为0.902。两个主轴方向的长细比为67.34，小于容许的长细比150.00，根据规范公式5.1.2-1：

满足稳定性要求。

2.2.3 顶部横梁

顶部横梁，即在支撑立柱钢管顶部设置双拼工字钢横梁，在其上下支点位置处设置小立柱支撑设置点。

2.2.4 小立柱支撑

小立柱支撑，主要是用来调节立柱支撑的高度，同时也是为了方便总支撑的拆除。

一般情况下高度应控制在0.5m以内。具体操作方法如下：在架设完格构柱支撑后，在支撑的顶部横向的顶部设置一根通常的刚横梁，水平放置。此处的刚横梁为双拼工字钢。将承重梁与支撑焊接固定，然后再在工字钢上安装小立柱支撑架。

2.2.5 连接系

纵梁连接系分为横向和纵向两部分，其均为槽钢，使用连接板同立柱焊接进行固定。

2.2.6 临时支撑用脚手

临时支撑用脚手，将钢爬梯安装到支撑上，同时做好外围防护栏杆。钢箱梁上下通道，采用部分临时支撑内设置1m宽的上下斜道，斜道骨架为3-4根脚手钢管，上铺0.8m×1.2m的竹莲同脚手钢管固定，同时两边侧做好安全防护栏杆和安全围护措施，确保上下行人和工作的安全。在钢管在支撑立柱的顶部，设置用5cm厚，长4-5m的长木板进行铺设。

2.3 临时支撑现场施工

根据现场不同位置及桥面的不同高度调整支撑的斜撑位置，I和Ⅱ型临时支撑的具体形式如图4所示。

钢支撑与钢筋混凝土基础采用预埋钢板焊接，支撑之间的槽钢连接、槽钢与钢管连接、钢管顶部与分配梁连接全部采用焊接，焊接为双面结构焊接。局部在双拼工字钢分配梁与钢管立柱顶采用加劲肋焊接。

3 结语

该高铁站站前广场高架桥的大跨度钢箱梁于2016年9月开始吊装，由于受曲线线形和车站建筑等的限制，施工难度较大。本文以此工程为依托，重点阐述了钢箱梁节段吊装架设时所使用的临时支撑系统的设计与施工，临时支撑的成功安装将为高架桥钢箱梁的拼装质量和线形提供保障，同时，也为今后类似钢箱梁架设工程的施工提供参考和借鉴。

参考文献：

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[3]姚兵.高速铁路高架站箱梁利用既有梁场预制架设技术[J]. 铁道建筑，2011（11）：15-17.

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