装配式桥梁钢混组合梁施工技术

作者：吕新阳

来源：《中国高新科技·下半月》2020年第02期

摘要：长沙湘府路快速化改造工程主梁设计采用装配式钢混组合梁技术，在国内外桥梁中首次使用，如何有效控制钢混组合梁施工质量和安全，顺利实现装配式桥梁快速化目标，成为现场施工技术控制的重点和难点;文章以长沙湘府路高架桥为例，对装配式桥梁组合梁施工技术进行探讨，为同类桥梁施工提供借鉴。

关键词：桥梁;装配式;钢混;组合梁;施工技术 文献标识码：A 中图分类号：U445 文章编号：2096-4137（2020）04-109-03 DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2020.04.47 Construction technology of fabricated bridge steel mixed composite beam LV Xinyang

（The 5th Engineering Co.， Ltd， China Railway Bridge Bureau Group， Jiujiang 332000， China）

Abstract： The composite beam design of the Changsha Xiangfu Road rapid reconstruction project adopts the fabricated steel mixed composite beam technology. It is used for the first time in domestic and foreign bridges. How to effectively control the construction quality and safety of steel mixed composite beams and successfully achieve the goal of rapid fabricated bridge construction has become the focus and difficulty of on-site construction technology control. This article takes

Changsha Xiangfu Road viaduct as an example to discuss the construction technology of fabricated bridge composite beams， and provides reference for similar bridge construction. Keywords： bridge; fabricated; steel mixed; composite beam; construction technology 1 工程概況

湘府路高架桥为长沙市南部一条东西走向的城市快速路，全长约11.85km。高架桥主梁采用预制装配式钢混组合梁设计理念，标准梁跨度为30m，桥面宽为25m;标准段单跨主梁横向由11片预制钢混组合梁组成，布置间距为2.3m，单片之间不设连接器，每片梁吊重约30t，组合梁两跨之间采用现浇砼横梁进行连接形成连续结构。单片钢混组合梁横断面图如图1所示。

图1 单片钢混组合梁横断面图

主梁结构由工字型钢梁、10cm现浇预制板、20cm现浇桥面层3部分组成，层间通过剪力钉和预埋钢筋连接，单片梁之间间隔1cm，通过顶层20cm现浇桥面层连接层整体。钢混组合梁在梁场内预制成整体，通过运梁车运至现场，采用130t汽车吊双机抬吊安装到位，再进行桥面现浇层施工。主梁横断面布置图如图2所示。 图2 主梁横断面布置图 2 钢混组合梁施工方案

装配式钢混组合梁设计理念在国内外首次使用，由工字形钢梁、预制桥面板、顶层桥面铺装3层组合，形成整体受力结构，30m钢梁在钢结构厂分两段加工成型后，运输至现场预制梁场，焊接成整体后，在钢梁顶部现浇预制板结构，蒸养待强满足要求后，通过运梁车运至现场对应部位，架设安装到位，进行桥面铺装层施工，形成整体受力机构体系。 2.1 施工流程

钢混组合梁施工流程为：钢梁厂内节段加工→钢梁运至预制场组拼成型→现浇预制板浇筑待强→现场下部结构施工完成→组合梁运至现场架设安装→桥面现浇层及横梁砼浇筑→进行桥面系施工。

2.2 钢梁厂内节段加工

单片钢主梁设计成工字型结构，标准长度30.0m，梁高1.08m，工字型钢梁主要由上翼缘板、腹板、底板焊接组成，钢梁材质采用Q345qD。钢梁上翼缘板厚16mm，宽400mm;腹板厚16mm;底板宽600mm，跨中区域和墩顶区域局部钢板加厚，钢梁腹板不设置竖向以及水平加劲肋。在标准跨钢梁端部焊接横向封板。钢梁标准横断图如图3所示。 图3 钢梁标准横断图

钢主梁根据运输要求，在钢厂内分两节段进行加工，严格控制焊接质量，为了保证工形梁产品焊接质量，产品制造前，进行了焊接工艺评定试验，并对试验结果进行评审，保证产品预期的焊接质量可靠;采用无损探伤方法组织自检、复检、抽检程序后，进行表面喷砂处理，及时完善防腐涂装工作。运输过程中提前制定保护方案，防止涂装层受到破坏，或钢梁受力变形。

2.3 钢梁预制场组拼

钢梁节段运到预制场后，通过龙门吊车吊装至组拼台座，根据设计纵坡、横坡、预拱度及焊接变形情况，提前计算相应控制数据，将两节段钢梁按要求调整到位后，及时进行焊接，形成整体。

钢梁组拼台座需要专项设计，满足线性调整功能条件，焊接工作环境需满足相应钢结构焊接要求，线性调整应利用水准仪进行校核，对外形尺寸精度不达标工形梁进行火工校正;焊接完成后，及时进行焊缝无损探伤检测和防腐涂装工作。工形梁纵向拼装图如图4所示。 图4 工形梁纵向拼装图 2.4 组合梁底层桥面板砼施工

钢梁组拼完成后，吊运至组合梁底层桥面板现浇台座，底层桥面板采用C50混凝土，预制场整体现浇成型的方案，施工流程为：钢梁入台座→线性及标高调整→模板合模→模板预拱度调整→绑扎钢筋→混凝土浇筑→蒸汽养护→模板脱模移位→组合梁吊运存放→进入下道循环施工。组合梁预制场规划图如图5所示。 图5 组合梁预制场规划图 2.4.1 模板施工

组合梁底层桥面板的模板宜采用可移动式液压模架，模架具有足够的强度、刚度和稳定性，能方便调整和保证梁体各部分形状、尺寸，安拆快捷。主要由模板、支撑桁架、调节系统、行走系统、液压系统组成，液压模板系统截面图如图所示。 图6 液压模板系统截面图

以长沙湘府路高架桥为例，几千片组合梁虽然外观区别不大，但各有不同，分别单独编号存放。成品钢梁进入台座后，根据相关参数，再次对钢梁预拱度和坡度进行复核和调整，然后利用液压模板调节螺杆，进行底层桥面板底模线形、坡度及预拱度调整和固定，然后进行模板表面处理，刷涂涂膜剂，进入钢筋绑扎施工。 2.4.2 钢筋混凝土施工

组合梁底层桥面板砼厚度10cm，钢筋加工采用全自动智能钢筋弯曲成型机成型，保证钢筋安装精度，半成品钢筋加工完成后，做好标识集中存放，安裝过程中，认真做好预埋钢筋定位和保护层控制。

组合梁砼采用高性能C50砼，严格控制砼原材料质量，优化施工配合比，浇筑时，由一端向另外一端逐渐展开，一次性连续浇注成型，采用插入式振动棒振捣，振捣过程中，不得碰触模板、钢筋，混凝土应边浇筑边振捣，避免漏振、欠振和过振。砼浇筑完毕，表面进行拉毛处理，并及时养护以防止出现收缩裂纹。 2.4.3 蒸汽养护施工

为了消除钢混结合带应力差，缩短组合梁养护时间，提高台座使用效率，防止10cm厚混凝土表面出现裂纹，应采用蒸汽养护方案。蒸汽养护时，升温降温速度不应超过10℃/h， 恒温控制在50℃左右。蒸汽养护系统引入智能控制技术与无线传感技术，实现电热蒸汽养护的自动化与程序化，提高混凝土养护质量与养护的精准性，智能蒸养现场示意图如图7所示。

图7 智能蒸养现场示意图

混凝土智能化蒸汽养护系统由主机、多台养护从机、无线温湿度测试终端、养护终端（养护棚架及蒸汽管路）4大部分组成。主机可控制1台或多台从机，每台主机或从机对应1台无线温湿度监测终端，用于监测该主机或从机对应的养护区域的温湿度，确保养护效果。 2.5 组合梁架设施工

湘府路高架桥整幅桥宽25.0m，主梁横向共设置11片钢混组合梁，横向间距2.3m，组合梁在墩顶处通过砼横梁联结成整体，中间不设连接系。组合梁委托专业运输公司负责运输工作。施工前，根据现场路况情况，进行专项方案设计，通行道路满足城市-A荷载要求，从装车、固定、运输等过程均需采取有效安全措施。组合梁架设施工流程为：组合梁装车→运输→现场吊装→组合梁精调定位→桥面跨中段砼浇筑→横梁砼浇筑→整联组合梁形成整体→永久支座锚固→拆除临时支座落梁。组合梁运输示意图如图8所示。 图8 组合梁运输示意图

组合梁架设采用2台130t汽车吊双机抬吊法施工，架设前，提前做好交通管制工作，组合梁起吊后，吊离运梁车约30cm高度后静置，运梁车驶离。起重工检查各钢丝绳及吊具机具无安全隐患后梁段正式起吊。起重工指挥吊车垂直将梁段起吊至约高于就位点标高500mm后，吊车主臂缓慢旋转。施工人员在地面通过事先绑扎好的绳索配合吊车拉动梁段，使之不会晃动，并防止卡杆。组合梁测量定位准确后，及时做好临时固定，检查安稳后松索摘钩。 组合梁单片吊重为30t，采用2根钢丝绳双机抬吊，钢丝绳的选择须通过计算确定选型，考虑在吊装过程中可能出现钢丝绳不垂直受力情况，假设钢丝绳夹角最大控制在15°，采用公称抗拉强度1870MPa，6×37纤维芯钢丝绳，钢丝绳受力计算如下： F=32÷cos15°×9.8÷2=162.3kN

式中，F为单根钢丝绳受的拉力，15°为钢丝绳受力方向与钢丝绳重心平面间的夹角。 本工程选用Ф44mm钢丝绳（6×37纤维芯），公称抗拉强度1870MPa，查《五金手册》，其破断拉力为1300kN。钢丝绳安全系数K=1300÷162.3=8，按照一般钢丝绳安全系数取不小于8计算。Ф44mm钢丝绳能满足本工程吊装需求。 3 钢混组合梁施工技术特点

（1）国内首次采用装配式钢混组合梁施工理念，操作轻巧简便，为桥梁装配化快速施工提供新思路。

（2）采用可移动式液压模板体系，快速准确调整组合梁坡度和预拱度，实现工厂高质量快速化施工。

（3）使用智能化数控蒸养设备，准确控制养护湿度和温度，消除钢混结合应力差，有效防止10cm组合梁出现收缩裂纹，同时缩短养护时间，提高台座使用效率。

（4）组合梁施工采用工厂化作业，安全、优质、高效、环保，同时避免了传统现场现浇法作业的安全风险及对交通环境的干扰。

4 结语

长沙湘府路高架桥施工实践证明，装配式钢混组合梁设计施工方案可行，经过对关键施工技术的把控，通过工厂化施工，有效控制梁体施工质量，避免了现场梁体现浇施工中高大支架、高空作业、砼浇筑出现的安全质量隐患，同时达到装配式快速化绿色施工目的，解决了市政桥梁施工给市民交通出行造成的困扰，相比较传统连续梁现浇法施工而言，装配式钢混组合梁施工是一种值得推广的快速化施工理念。

作者简介：吕新阳（1983-），男，湖北武汉人，中铁大桥局集团第五工程有限公司高级工程师，研究方向：桥梁施工。

[1]CJJ 2-2008.城市桥梁工程施工与质量验收规范 [S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]GB500017-2003.钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003. [3]交通部第一工程总公司.桥涵[M].北京：人民交通出版社，2003.

[4]周水兴，何兆益，邹毅松，等.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2003. （责任编辑：刘振敏）