摘 要：广州至河源高速公路广州段八斗互通立交桥采用弯斜坡钢箱梁匝道，介绍钢箱梁桥的结构特点，设计时采用空间板壳单元对该桥进行了空间分析，根据分析结果指出该种桥型设计的重点环节。
关键词： 立交桥；弯斜坡；钢箱梁
钢箱梁又称钢板箱形梁， 其主要特点是建筑高度小、结构自重轻、抗扭刚度大和施工吊装简便等,最早用于大跨径的斜拉桥及悬索桥的加劲主梁上, 近年来随着高等级公路的修建和城市的立交桥、 高架桥建设需要，钢箱梁桥在城市中小跨径桥梁、特别是斜弯桥中的应用逐渐增多，其跨径布置灵活、施工周期短，甚至可在不中断地面交通的情况下完成桥梁施工等优点更突出了它的优越性。广州至河源高速公路广州段工程第5合同段八斗互通立交桥，E匝道钢箱梁共两跨，上跨北二环高速公路，交角93°，该桥位于R=158 m的平面圆曲线内，桥梁全宽8.5 m，箱梁结构高1.5 m，与桥两端预应力混凝土箱梁一致，跨径布置为21.83m 19.98m。弯斜坡钢桥梁横断面设计须考虑钢梁运输、 加工制作及施工方便等因素， 曲线连续钢箱梁的高度一般在1/30跨度左右，中小跨径多采用等高度梁。 如净空允许，适当增加梁高有利于减少钢材用量。为保证焊接质量，设计时为考虑箱内焊接施工的可操作空间，建议其结构高度不宜低于1.3m。 钢箱梁一般由顶板、底板、腹板、横隔板、纵隔板及加筋肋等通过全焊接的方式连接而成， 其中顶板为由盖板和纵向加筋肋构成的正交异型桥面板，焊接工作量大，需在专业钢结构加工厂预制后运至施工现场。 依据当地的运输条件和现场道路的制约，箱梁横向分块不得大于4.5 m，纵向分块长度控制在20m内。 综合考虑以上因素，本次横截面设计采用双箱单室结构，结构总高度1.5m,横截面。
横截面采用双箱单室截面后， 支点处横梁设计至关重要。从结构受力合理性考虑，在支点位置横向采用双支座形式，传力路径明确顺畅；但钢箱梁端支点由于结构自重较轻在活载作用下易出现负反力， 设计中应采用空间程序计算分析， 并在端支点采用压重形式或设置抗拉装置确保结构安全； 横梁在工厂预制为一个整体，施工时采用整体吊装方式，可降低因现场焊接质量问题的风险。桥面铺装设计本立交桥采用钢纤维混凝土与钢箱梁叠合形式，即在钢桥面板上铺混凝土后浇层， 后浇层与钢箱梁顶板通过剪力钉连接， 混凝土叠合层与钢箱梁一起承受活载。 沥青混凝土桥面铺装在后浇层上， 其耐久性较好，且由于混凝土的重量较大，可增强结构刚度，改善结构动力性能，减小行车时振动引起的噪声。尽管该法会增加用钢量，但可减少后期桥面的维护费用，间接经济效益显著。
支座耐久性设计本立交桥地处沿海地区，常年气温高，湿度大，季候风强烈，受海水及盐雾影响大。桥梁主体结构的耐久性设计目前已引起工程界关注， 但附属结构往往容易忽视。桥梁支座是承上启下的关键部位，其寿命直接影响桥梁使用，特别是跨线桥梁，支座更换相对困难；弯斜坡桥若采用板式支座无法约束上部结构， 盆式支座橡胶块易老化，经比较选用耐久性好的钢球支座，因其通过球面传力，作用到支承混凝土上的反力均匀，转动力矩小，适合于大转角支座，各向转动性能一致。由于弯斜坡钢箱梁受力复杂， 采用大型空间有限元程序进行分析， 模型划分板单元92 116个， 节点85 288个； 由于钢箱梁采用混凝土桥面板形成叠合梁截面，可降低钢结构在使用荷载作用下的应力水平，因此在对计算模型进行施工阶段及使用阶段的应力水平分析时，偏安全地忽略桥面板混凝土的影响，将其作为钢结构的安全储备。
考虑恒载、车道荷载、温度作用和支座不均匀沉降四种荷载类型， 对每一种荷载类型划分不同工况进行计算， 最后再将所有荷载工况进行最不利组合以得到桥梁的最不利响应。 荷载按承载能力极限状态进行组合，组合表达式为：1.1×［1.0×支座沉降 1.0×恒载 1.0×（ 车道荷载 冲击 ） 1.0×整体升/降温 1.0×顶板升/降温］。顶板最大主拉应力为80MPa，底板最大主拉应力为160 MPa，出现在支座附近，跨中顶缘主压应力145MPa，底缘主拉应力100.5 MPa，腹板最大剪应力36MPa，横隔板最大主拉应力74MPa，均满足钢材容许应力，并留有一定富裕，这和钢箱梁的截面高度较大有关。