裝配式多箱室鋼箱梁在莞番高速中的應用

施賢真

東莞市路橋投資建設有限公司，廣東 東莞 523000

在城市道路的高架橋中，鋼箱梁因其具有抗扭性能好、施工速度快、對交通影響小等優點受到越來越多的關注。隨著公路等級的不斷提高，公路橋梁的跨度和寬度也在逐步增加，對鋼結構橋梁制造、運輸、安裝提出了新的要求。

文章以東莞-番禺高速公路（以下簡稱莞番高速）項目為例，提出一種裝配式多箱室鋼箱梁結構形式，嘗試從裝配化角度解決寬幅鋼箱梁的制造、運輸、安裝問題，使其具備標準化設計、批量化制造、快捷化運輸、輕量化安裝的特點。

1 工程概況

莞番高速是東莞市“一環六縱三橫”主干線的第二橫，項目西連南沙大橋，東接河惠莞高速，是東莞中部東西向的重要主干線，建成后將與南沙大橋、河惠莞高速構建珠三角東西兩岸的重要橫向通道，其地理位置如圖1所示。莞番高速路線全長64.5km，采用雙向六車道高速公路標準建設，設計速度為100km/h。

圖1 項目地理位置圖

2 鋼箱梁標準化設計和批量化制造

莞番高速項目在跨重要的地方路段處采用標準化、裝配式多箱室鋼箱梁設計，如根據地方道路的路幅寬度，采用45m、50m、55m跨徑；特殊路段如跨越鐵路的路段，采用70m跨徑。鋼箱梁主要由頂板、頂板加勁肋、腹板、腹板加勁肋、底板、底板加勁肋、橫隔板及橫肋組成。

為了適應不同跨徑，便于裝配化制造，鋼箱梁采用多片主梁結構，如單幅標準橋寬約16.25m，采用三主梁結構，如圖2、圖3所示。單幅匝道流入流出處橋寬約23m，采用四主梁結構。單片主梁外形完全一致，頂板寬3.2m，底板寬2.2m，橫坡通過繞橫斷面中的橋面板的內側頂板位置旋轉得到。在不同的跨徑（40～70m）和橋寬（9～23m）情況下，可通過調整鋼箱梁頂底板板厚和梁高來適應。例如，跨徑為70m、橋寬16.25m時，鋼箱梁頂底板寬度不變，頂底板厚度增大至18mm、梁高增大至3m即可適用上述要求。

圖2 鋼箱梁三主梁標準橫斷面（單位：mm）

圖3 鋼箱梁三主梁結構效果圖

在標準化、預制裝配化的理念指引下，莞番高速項目大力推廣應用裝配式多箱室鋼箱梁，推動了小跨徑鋼箱梁的標準化設計，并在鋼箱梁批量化制造方面進行了一定意義的探索，期望通過批量化制造實現鋼結構橋梁規模化，弱化鋼箱梁造價較高的“缺陷”，充分發揮鋼結構材料強度高、施工速度快、制造和安裝周期短的作用，進而獲取較大的綜合效益。

3 鋼箱梁快捷化運輸

根據項目實際情況，鋼箱梁節段采用陸路運輸，在工廠內加工板單元，拼裝成塊體單元，然后運送至現場，在現場再進行組裝。為了便于快捷化運輸，梁段塊體單元劃分結合交通運輸部門關于公路超限運輸的要求和運輸市場平板貨車的運輸能力情況進行設計。

根據《超限運輸車輛行駛公路管理規定》（交通運輸部令2016年第62號）的規定，若車貨總高度從地面算起超過4.5m，或總寬度超過3.75m，或總長度超過28m，以及有其他可能嚴重影響公路完好、安全、暢通情形時，大件梁段運輸前應當報公路管理部門審批，并提交記錄載貨時車貨總體外廓尺寸信息的輪廓圖和護送方案。

為了更快捷地運輸，減少審批等流程，結合市場目前平板貨車平臺總長約18.5m、高約1.25m、寬約2.5～3.0m的情況，梁段塊體劃分控制如下。

（1）塊體高度：按平板貨車平臺高度1.25m考慮，塊體高度控制在3.25m以下。

（2）塊體寬度：根據廠家提供的板寬，又考慮與3.75m車道寬吻合，將單元件寬度定為3.6m左右，從而較好地避開車輛輪跡線，同時減少頂板的對接焊接工作量。

（3）塊體長度：目前最大的平板貨車平臺總長約18.5m，主梁最大縱向長度不超過18m。也就是說，為了方便運輸，鋼箱梁塊件尺寸寬度控制在3.6m以下，高度控制在3.25m以下，長度控制在18m以下。鋼箱梁分塊運輸方案如圖4所示。

圖4 鋼箱梁分塊運輸方案

4 鋼箱梁輕量化安裝

通過化整為零的方式，對鋼箱梁進行了橫、縱向節段劃分，鋼箱梁塊件尺寸寬度控制在3.6m以下，高度控制在3.25以下，長度控制在18m以下，從而降低安裝重量。例如，項目跨莞太路的70m簡支鋼箱梁，單幅橋梁鋼材用量在690t，橫向分成7個塊體，縱向分成5段，最大的重量僅41.4t，安裝對設備的要求較低，采用300t履帶吊即可完成。通過上述方式，可以在現場鋼箱梁安裝過程中減少安裝設備的投入，實現了輕量化安裝。鋼箱梁節段安裝現場如圖5所示。

圖5 鋼箱梁節段安裝現場

5 結束語

文章提出了裝配式多箱室鋼箱梁結構，通過統一單箱外形尺寸的多箱斷面設計，實現了標準化設計和批量化制造；通過鋼箱梁橫、縱向節段劃分實現了快捷化運輸和輕量化安裝。工程應用表明，裝配式多箱室鋼箱梁有一定的規模化應用價值，取得了一定的綜合效益。