【摘要】介紹了雨水架空引渡鋼箱涵的適用范圍及特點，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建項目雨水架空鋼箱涵為例，介紹了鋼箱涵的選型運用，安裝與施工，以及為保證質(zhì)量所進行的工作和措施，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【文獻標志碼】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，專科，助理工程師，主要從事建筑與施工管理工作。

1 適用范圍及特點

隨著城市建設(shè)進程的不斷加快，城市內(nèi)的市政道路改擴建工程越來越多。老城區(qū)的固有地下排水通道常因為新建工程的建設(shè)而需要臨時改遷。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行排水。排水圓管因為其自身構(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，但所需時間較長，影響工期，且工程完成后，箱涵廢棄，造成浪費。因市政下穿隧道通常設(shè)置船槽、擋墻段，臨時遷改繞行線路較長，空間有限、造價不經(jīng)濟等原因。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，達到了經(jīng)濟合理、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、合理的受力特點以及優(yōu)越的經(jīng)濟性，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建建設(shè)項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建項目，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工程、隧道工程、照明工程、通風消防工程、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，需要臨時改遷。因工期較緊，老城區(qū)地下管線及周邊環(huán)境復雜，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

（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，達到了節(jié)約工期、經(jīng)濟合理、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，對支撐柱、腹板、側(cè)板等結(jié)構(gòu)進行組合驗算，以保證整個鋼箱涵安裝、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，確保了鋼箱涵長時間使用的功能。

4 施工路線

數(shù)據(jù)采集—工況分析計算—工廠放樣制作—材料運輸—測量定位—現(xiàn)場準備、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)點處理、防水施工—檢查驗收

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，柱底采用預埋螺栓連接，預埋件埋置于基礎(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)的實體測量，建立BIM模型圖，通過MIDAS GEN 8.0軟件進行各單元構(gòu)件驗算，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滿負荷水流荷載，計算模型采用線彈性分析。計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不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，吊裝安全措施需通過驗收，特別是吊車司機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，采用二氧化碳氣體保護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)范要求進行預熱、嚴格按照焊接工藝進行施焊，確?，F(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，實施防銹底漆，選用水性無機富鋅底漆，選用的中間漆和面漆應(yīng)與水性無機富鋅底漆相配套，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情況下，應(yīng)能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計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，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，人工刮涂時涂料要加熱至120 ℃以上。需控制好用量和厚度，以達到防滲漏要求。涂料施工前先將鋼箱涵與排水溝的細部節(jié)點提前做加強處理，與土建相接處鋪設(shè)自粘防水卷材加強層，在對增強區(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，功能實用。在水流荷載壓力的作用下，不會發(fā)生失穩(wěn)，符合力學原理，滿足架空引渡雨水的功能需求，且可重復利用，經(jīng)濟效益顯著，對類似結(jié)構(gòu)工程的施工具有很好的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻

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