【摘要】介紹了雨水架空引渡鋼箱涵的適用范圍及特點(diǎn)，鋼箱涵包括支撐立柱、工字鋼架、鋼檁條、底板、腹板、側(cè)板、及加勁肋通過螺栓連接及焊接的方式組合而成。以成都地鐵3號線市政配套工程雙流廣場站下穿隧道擴(kuò)建項(xiàng)目雨水架空鋼箱涵為例，介紹了鋼箱涵的選型運(yùn)用，安裝與施工，以及為保證質(zhì)量所進(jìn)行的工作和措施，為類似工程施工提供了借鑒。

【關(guān)鍵詞】雨水架空; 鋼箱涵; 施工技術(shù)

【中圖分類號】U449.81【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

［定稿日期］2023-06-29

［作者簡介］蔣超（1983—），男，本科，高級工程師，主要從事工程施工技術(shù)管理工作；潘登（1986—），男，本科，高級工程師，主要從事工程施工技術(shù)管理工作；鄒海林（1991—），男，?？疲砉こ處?，主要從事建筑與施工管理工作。

1 適用范圍及特點(diǎn)

隨著城市建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，城市內(nèi)的市政道路改擴(kuò)建工程越來越多。老城區(qū)的固有地下排水通道常因?yàn)樾陆üこ痰慕ㄔO(shè)而需要臨時(shí)改遷。傳統(tǒng)的處理方法主要包括埋設(shè)圓管，新建鋼筋混凝土箱涵進(jìn)行排水。排水圓管因?yàn)槠渥陨順?gòu)造的局限性，排水量非常有限，而大直徑的圓管，自重很大，施工難度和費(fèi)用都大幅增加；新建鋼筋混凝土箱涵在現(xiàn)場支模澆筑，施工技術(shù)成熟，但所需時(shí)間較長，影響工期，且工程完成后，箱涵廢棄，造成浪費(fèi)。因市政下穿隧道通常設(shè)置船槽、擋墻段，臨時(shí)遷改繞行線路較長，空間有限、造價(jià)不經(jīng)濟(jì)等原因。采用搭設(shè)架空鋼箱涵橫跨下穿隧道以確保市政排水管溝正常排水，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保節(jié)約。鋼箱涵具有較大的跨度，穩(wěn)定性好，承載剛度大，整個(gè)結(jié)構(gòu)外觀簡潔，受力合理，整體性能好，且可回收周轉(zhuǎn)利用。其具有優(yōu)美的外觀、合理的受力特點(diǎn)以及優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性，在市政橋梁、隧道、地鐵、道路及異形跨度的溝渠、河道等狹小空間改擴(kuò)建建設(shè)項(xiàng)目中均可得到了廣泛的應(yīng)用。

2 工程概述

成都地鐵3號線市政配套工程雙流廣場站下穿隧道擴(kuò)建項(xiàng)目，位于成都市雙流區(qū)東升街道，全線長 1 015 m，其中框架段全長為625 m，船槽段全長為180 m，擋墻段全長為210 m。本工程包含基坑支護(hù)工程、隧道工程、照明工程、通風(fēng)消防工程、給排水工程、地面道路、景觀裝飾及弱電交安附屬工程等配套工程。本項(xiàng)目所處老城區(qū)地下排水溝 （3 m×2 m）橫跨隧道主體，與新建隧道主體高程重疊沖突，有礙隧道主體的施工，需要臨時(shí)改遷。因工期較緊，老城區(qū)地下管線及周邊環(huán)境復(fù)雜，周邊建筑物密集，市政道路車流量大，因下穿隧道設(shè)置了船槽、擋墻段段，遷改繞行路線較長，將影響主體結(jié)構(gòu)施工周期；且原排水溝修建年代長，排水量大，經(jīng)過反復(fù)研究思考，提出采用架空設(shè)置雨水鋼箱涵，雨水橫跨隧道主體，確保市政雨水溝的正常排流。采用鋼箱涵引渡雨水，確保了雨水的正常引渡，節(jié)約了工期，保證的隧道主體的正常施工，節(jié)約了資源及成本。

3 主要技術(shù)要點(diǎn)

（1）架空引渡技術(shù)。采用搭設(shè)架空鋼箱涵橫跨下穿隧道以確保市政排水管溝正常排水，達(dá)到了節(jié)約工期、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保節(jié)約。

（2）工況分析。建立結(jié)構(gòu)三維模型圖，根據(jù)箱涵自重工況及雨水流量壓力荷載等不同工況荷載指標(biāo)，對支撐柱、腹板、側(cè)板等結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合驗(yàn)算，以保證整個(gè)鋼箱涵安裝、使用過程中的安全。

（3）測量定位技術(shù)。鋼箱涵為空間結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式不規(guī)則，且與隧道兩側(cè)排水溝相接，采用三維全站儀、測距儀、激光儀等定位測量控制鋼箱涵的安裝，確保安裝精度。

（4）防水、防腐技術(shù)。鋼箱涵為市政雨水渡槽所用，環(huán)境潮濕、易銹蝕、且防水要求極高，采用二氧化碳保護(hù)焊及多道防銹處理，設(shè)置特種橡膠瀝青防水涂料，確保了鋼箱涵長時(shí)間使用的功能。

4 施工路線

數(shù)據(jù)采集—工況分析計(jì)算—工廠放樣制作—材料運(yùn)輸—測量定位—現(xiàn)場準(zhǔn)備、吊裝就位—立柱安裝—支撐架吊裝焊接—底板安裝焊接—側(cè)板安裝焊接—加勁肋安裝焊接—防腐涂裝—節(jié)點(diǎn)處理、防水施工—檢查驗(yàn)收

5 施工方案及技術(shù)措施

5.1 鋼箱涵概況

鋼箱涵長22.4 m，寬3 m，高2.5 m，箱槽下部支撐采用鋼結(jié)構(gòu)支撐，支撐高度約4.9 m，均采用型號Q235B型鋼。支撐立柱共設(shè)置4組8根，單根立柱采用H430×250×6×8型鋼，中間采用［12槽鋼交叉焊接，柱底采用預(yù)埋螺栓連接，預(yù)埋件埋置于基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)中；主梁兩端支撐于兩側(cè)排水溝側(cè)墻結(jié)構(gòu)上。立柱上部設(shè)置主梁兩根，采用H550×150×6×6型鋼，主梁上@2750均布9根口250×150×6次梁，兩次梁范圍內(nèi)設(shè)置兩根 H100×68×4.5×7.6連系梁。底板及側(cè)板采用5 mm厚鋼板焊接（圖1、圖2）。

5.2 鋼箱涵工況分析

（1）根據(jù)圖紙及結(jié)構(gòu)的實(shí)體測量，建立BIM模型圖，通過MIDAS GEN 8.0軟件進(jìn)行各單元構(gòu)件驗(yàn)算，以確保使用安全（圖3）。

（2）單元構(gòu)件反力、變形及應(yīng)力分析。荷載工況考慮結(jié)構(gòu)自重及滿載水壓力荷載，根據(jù)荷載情況選取1.2D自重及3 m×2 m×22.4 m滿負(fù)荷水流荷載，計(jì)算模型采用線彈性分析。計(jì)算得出最大支柱反力約29.5 t；最大撓度為4.7 mmlt;L/400=6.3 mm，雙梁最大應(yīng)力值為130.8 MPalt;215 MPa，最大應(yīng)力比：0.61；板單元最大應(yīng)力為37 MPalt;215 MPa，最大應(yīng)力比為：0.29，均滿足規(guī)范要求（圖4）。

5.3 構(gòu)件吊裝焊接技術(shù)

（1）鋼箱涵構(gòu)件單元采用工廠制作下料，現(xiàn)場吊裝方式進(jìn)行，最大構(gòu)件重3.5 t，選用30 t汽車吊，滿足現(xiàn)場吊裝要求。構(gòu)件在吊裝過程中是一個(gè)不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，吊裝安全措施需通過驗(yàn)收，特別是吊車司機(jī)與指揮信號傳遞一定要明確，方可起落。

（2）通過合理的焊接順序控制焊接變形，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接工藝確保接頭焊縫質(zhì)量。焊接完成后按規(guī)范要求對焊接構(gòu)件進(jìn)行逐一外觀檢查及超聲波探傷無損檢測，保證焊縫質(zhì)量。

（3）鋼箱涵單構(gòu)件與隧道兩側(cè)排水溝柱的合攏焊接在鋼支架上完成，采用三維全站儀控制鋼柱及管桁架，確保定位精確。以保證節(jié)點(diǎn)的吻合和減少累積誤差。

（4）在隧道底板上搭設(shè)施工操作平臺，確保焊接施工的操作空間。根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行預(yù)熱、嚴(yán)格按照焊接工藝進(jìn)行施焊，確保現(xiàn)場焊接的質(zhì)量。

5.4 防腐、防水施工

（1）鋼箱梁焊接安裝完成后，實(shí)施防銹底漆，選用水性無機(jī)富鋅底漆，選用的中間漆和面漆應(yīng)與水性無機(jī)富鋅底漆相配套，油漆與基材應(yīng)有良好的粘結(jié)性。在正常使用及正常維護(hù)情況下，應(yīng)能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用耐久性年限要求。各層漆的干膜厚度：底漆100 um，中間漆100 um，面漆80 um。涂刷施工時(shí)，基材表面溫度t為5 ℃≤t≤40 ℃。相對濕度lt;80%。

（2） 鋼箱涵作為引渡市政雨水使用，安裝完成后涂抹瀝青涂料，涂料要加熱至170 ℃以上，人工刮涂時(shí)涂料要加熱至120 ℃以上。需控制好用量和厚度，以達(dá)到防滲漏要求。涂料施工前先將鋼箱涵與排水溝的細(xì)部節(jié)點(diǎn)提前做加強(qiáng)處理，與土建相接處鋪設(shè)自粘防水卷材加強(qiáng)層，在對增強(qiáng)區(qū)域做一道涂料防水。

6 結(jié)束語

架空鋼箱涵具有較大的跨度，且穩(wěn)定性好，其形成了跨度大、穩(wěn)定性高的空間結(jié)構(gòu)體系，整體鋼箱涵結(jié)構(gòu)承載力大，功能實(shí)用。在水流荷載壓力的作用下，不會發(fā)生失穩(wěn)，符合力學(xué)原理，滿足架空引渡雨水的功能需求，且可重復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著，對類似結(jié)構(gòu)工程的施工具有很好的推廣應(yīng)用前景。

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