云南皓泰公路勘察设计有限公司云南省昆明市650217
摘要：本文以匝道桥结构设计工作为研究对象，对其中的连续钢箱梁结构技术条件进行分析。在基本项目工程的计算与引导条件下，说明工程设计内容，并以支座、应力、挠度、疲劳这四方面数据为切入点，探究设计工作中的具体计算要素，在深化匝道桥设计技术的同时，为工程建设优化提供基础条件。
关键词：道桥设计；连续钢箱梁；匝道桥
引言
城市建设的发展需要以良好的交通网络为支撑，在现阶段技术条件下，钢结构桥梁工程，逐渐成为了技术发展过程中的重要技术手段，并呈现出了简洁、大跨度、施工周期短的技术特征。为了更好地说明此类技术条件，应在具体工程项目中，分析类型工程的设计应用方案，并在其引导下，产生设计优化策略。
一、项目概述
某工程项目的匝道桥梁中，其平面结构在直线与圆曲线中。参数上，项目圆曲线半径为170m，桥梁纵坡-2%负坡。工程上部结构以钢箱梁为主，其三跨长度分别为37m+38m+37m。桥面总宽度为8m，包含了两端0.5m的护栏人行道与7m的车行道功能区间，其桥面横坡，设置为1.5%的单向横坡。而其项目桥台，设置为重力式桥台，在圆形桥墩的支撑下，以三个桥墩结构进行匝道桥支撑。
二、工程设计
（一）参数规划
桥梁设计基准期为100a，安全结构等级需达到一级标准，并在城市次级干路的建设条件上，提高自身的应用功能。车辆承载条件上，可以保证30km/h的设计车速，并在单向车行道的基础上，设置-A级载荷状态的应急停车道。另外，在其恒载处理中，还需向桥梁铺装防护栏，以此保证技术完整性。
（二）箱梁设计
案例项目应用直腹式单箱单室断面。其整体结构顶、底、梁结构为7.8×3.8×1.6（m），并保证与桥梁的登高状态。在刚梁顶的设置上，其板材厚16mm，底板厚20mm，加劲肋厚16mm。主梁结构应用自重较轻的Q345D钢材，在保证整体桥梁结构稳定性的同时，提高安全存储水平[1]。设计处理中，还需对其压重进行调整，以此保证钢箱梁的稳定性状态。尤其在应用C25素混凝土的同时，可以进一步补充其结构稳定性，并在强化支撑位置的同时，避免支撑处出现局部屈曲。
（三）支座设置
AO桥台位置的钢梁结构需要进行横向加宽，保证底板宽度在7m左右，并分别向单项活动的两端支座提供支撑条件，使5.6m的中心间距成为结构支座的设计参数。在匝道P3桥墩设置中，还应保证两支座的单向与双向活动条件，在维持2.8m中心间距的同时，将P1调整为单向活动制作，并使P2墩设置为墩梁固结的制作支撑形式。
三、计算分析
设计工作中，需要应用Midas软件，搭建有限元状态的空间模型，并在对桥墩结构进行分析的过程中，形成数据模型。在带入具体工程项目参数的同时，以顶节点为从属，将其与主梁结构中的节点进行对应连接。而在弯桥结构中，还需要对角度进行调整，并保证弹性连接状态与实际约束方向的一致性。在具体的AO桥双支座案例中，可根据柱梁板结构中的Q345钢，形成具体强度数据值，并完成各设计参数的计算分析，为具体工程提供应用参数。
（一）支座计算
当桥墩制作应用固定支座模式后，需要克服工程建设的限制条件，并在结构中，通过支座的结构调整，保证负反力的产生条件。因此，在结构设计过程中，需要针对具体的工程建设条件，将P2桥墩结构设计为固结型墩梁结构。同时，即便是在最为不利的工程建设环境中，各支座结构也不会出现负反力状态，并通过钢管柱型结构，形成墩梁的固结刚处理。应用方法与材料中，应采用C40型号的微膨胀混凝土，对管道内部的空间进行填充，以此保证整体结构的稳定性状态。
（二）应力计算
应力计算，应以基本的组合状态为基础。案例工程项目中，顶板最大拉力应力为102MPa，最大压力应力为-111MPa。而底板结构中，拉力应力的最大数值为130MPa，压力应力最大数值为-149MPa，另外，腹板结构中，最大剪力应力数值为63MPa。由此，在结合结构重要性系数的同时，可对此类数据进行计算，并得出最终的应力计算数值[2]。通过对以上数据的逐个计算统计，在具体数值上，并未超出规范性的数据要求，可以在满足整体规范内容的基础上，保证工程项目的建设水平，并维护设计工作的应用价值。
（三）挠度计算
设计过程中，需要将公路钢结构桥梁设计规范作为基础性的参考标准，在确定具体设计方案的同时，对其中的应用技术参数作出评价与分析。而在具体的挠度计算中，也应遵照这一基本设计原则，在分析桥梁载重条件的过程中，可将不计冲击状态下的汽车车道载荷状态作为基本数据，形成频遇值数据之后，对主梁结构中的挠度数据进行分析，以此保证预拱度数值的计算效果。而在本文的案例工程项目中，这种计算内容还需针对不同桥梁跨越条件，形成具体挠度计算方案。
第一跨结构中，其活载状态下的挠度最大值为-23mm，以1:1609的比值状态，满足整体刚度结构的设计要求。在横载状态下，可以保证跨中挠度数值保持在-21mm，而其箱梁跨结构中，预拱度的设计参数，则应相应地调整为35mm，以此保证结构的计算指导效果。
第二跨结构中，活载条件下的最大挠度为-26mm，其结构挠跨比为1:1462，在结构身也满足了基本的刚度要求。当其横载挠度为-17mm时，则需将箱梁跨的拱度设计数值调整为35mm。由此，在保证挠度设计数值应用效果的同时，也保证了整体计算的统计应用水平。
第三跨的活载挠度最大值为-26mm，其结构挠跨比为1:1423，在结构设计上也满足基本刚度要求。在形成-27mm恒载状态跨度挠度数值之后，其箱梁跨结构中的预拱度数值应调整为45mm，以此保证挠度计算的应用水平。
（四）疲劳计算
疲劳度数值的计算中，也同样要引入JTGD64-2015公路钢梁结构桥梁设计规范的内容。在对箱梁疲劳度性能进行分析的过程中，可以形成公式：
式中：为疲劳载荷分项参数，取值1.0；为疲劳抗力分项参数，在重要构件上的取值为1.35，而次要构件的取值则为1.15；为储存效应下的折减参数；为正应力常规幅度疲劳数值的极限状态。
通过疲劳度应力保留结构的基本数据条件，可以在以上的公式分析中，确定顶板最大应力幅度的实际数值。在案例项目中，这一数值条件为24MPa，底板的最大应力幅度数值为34MPa。由此，确定了顶板与底板的实践应用数值状态，并保证了整体结构的应力合理性状态。注意，为了保证整体设计合理性还需要对桥梁面板、纵向加劲肋、承重加劲肋、横向隔离板等结构的应用参数进行运算，以此确保技术的合理状态。
四、总结
综上，钢箱梁项目工程中，在曲线状态下，往往带有较小的曲率半径，并在较轻的结构组中，容易引发制作脱空等问题。因此，在设计优化中，需要通过系列性技术手段，在扩大支座横向间距、提高混凝土土压重、优化墩梁固结形式等方法的作用下，改善其受力结构，以此满足设计要求的具体目标。
参考文献：
[1]徐艳玲,李建龙.快速施工钢盖梁方案在北京新机场高速公路工程中的应用[J].特种结构,2019,36(04):77-82.
[2]胡显鹏.地铁站与高架桥同期同位分离式合建方案设计研究[J].城市轨道交通研究,2018,21(12):92-96.