鋼桁腹梁施工技術

程永

摘 要：文字和圖片介紹了匝道橋鋼桁腹梁施工技術方法，采用鋼桁管代替混凝土腹板，梁體結構自重減輕，施工速度快，鋼桁管單件制作，整體安裝，整體吊裝，安裝工藝簡單，但結構組合施工工藝復雜。

關鍵詞：鋼桁腹梁；節點

1 工程概況

國道107寶安段興圍至黃田調頭匝道橋工程包括A、B、C三座匝道，匝道上部結構主橋采用鋼-混組合梁，引橋采用鋼桁腹梁。鋼桁腹梁頂、底板采用25cm的C60鋼纖維混凝土，每聯2×30.55m，梁高2m，底板寬5.5m，頂板寬11m，桁管縱向每隔2.5m設置，直徑為φ351×16mm鋼管，轉向器位置加強為φ351×20mm鋼管。體內預應力采用φs15.2高強度低松弛預應力鋼絞線，標準強度fpk=1860Mpa，預應力錨具采用群錨錨具，預應力管道采用塑料波紋管。體外預應力束索體采用符合國家標準《環氧涂層七絲預應力鋼絞線》（GB/T 21073-2007）規定的環氧涂層鋼絞線做成的成品索，每束采用19根15.2mm鋼絞線，外包HDPE護套。

2 主要施工方法

2.1 鋼桁腹梁工藝流程

地基處理→支架搭設→支架預壓→底模安裝→腹桿安裝定位→底板鋼筋、預應力管道、外斜腹桿安裝→澆筑底板混凝土內支架、頂模安裝→頂層鋼筋綁扎→澆筑頂板混凝土→混凝土養生→預應力筋穿束→體內、外預應力張拉→管道壓漿、封錨→拆除支架

2.2 地基處理

鋼桁腹梁支架采用滿布碗扣鋼管支架施工，支架搭設前先對地面進行硬化，做好地面排水；采用土、砂石等材料新填筑地基，厚度較大可采用重型壓路機分層碾壓，澆筑15cm厚混凝土地面。地基作為支架結構的基礎，必須保證要有足夠的剛度，從而使支架結構受力順利傳至地下，并保證支撐結構的穩定性。

2.3 支架搭設

根據橋位軸線，用全站儀放出箱梁底板或者翼板邊線，然后用鋼尺放出底托中心位置，并標示清楚。鋼管支架根據荷載分布規律，橫橋向鋼管支架布置間距為底板范圍0.6m、翼緣板范圍0.6m。 順橋向鋼管支架布置間距為0.6m、在端頭處加密至0.3m。支架縱向每隔4.5m設一橫向剪刀撐，橫向每隔4.5m設一縱向剪刀撐。剪刀撐采用D48普通鋼管，且在鋼管連接處用兩個鋼管扣件鎖固。剪刀撐按規范連續設置，確保支架整體穩定。

為保證箱梁砼結構的質量，鋼管腳手架支撐搭設完畢鋪設底模板后必須進行預壓處理，以消除支架、支撐方木的非彈性變形和地基的壓縮沉降影響，同時取得支架彈性變形的實際數值，作為梁體立模的拋高預拱值數據設置的參考。按照箱梁設計重量分配預壓荷載，并按計算出的總荷載的110%進行超載預壓。

預壓時主要觀測的數據有：地基沉降、頂板沉降、支架沉降；卸載后頂板可恢復量。沉降穩定卸載后算出地面沉降、支架的彈性和非彈性變形數值。根據各點對應的彈性變形數值及設計預拱度調整模板的高程。

2.4 模板施工

模板采用18mm厚竹膠板，縱橫肋均為10*10cm方木。裝好模板后，調節好標高，檢查各部位尺寸滿足設計及規范要求后，清除模板污垢，涂脫模劑。

施工接縫處的模板用玻璃膠防漏。

2.5 支座安裝

支座安裝前，先測量放線，精確定位支座的平面位置，用墨線標記，以保證其平面位置和高程符合設計及規范要求。

2.6 鋼桁腹桿安裝

1、鋼桁腹桿類型

鋼桁腹桿包括內斜腹桿、外斜腹桿。

2、鋼桁腹桿安裝

內斜腹桿在支架搭設完畢，底模板安裝完成后進行，每聯內斜腹桿分為2跨4榀，內斜腹桿在鋼結構加工廠制造完成后，每跨每榀拼裝成2個大節段，每個大節段長度約15m，每個大節段有4節腹桿，重量約3t。腹桿分節見如下圖：

腹桿節段采用平板車運輸至橋位，采用25t汽車吊機直接吊裝至底模設計位置，每個下節點下利用細石混凝土墊塊抄墊在底板加勁板下，橫橋向每隔3m左右設置一道鋼絲繩固定，一跨內斜腹桿安裝完成后，繼續進行底板鋼筋及預應力管道施工。

外斜腹桿在底板鋼筋等完成后進行，每根外斜腹桿最大重量約0.5t，外斜腹桿上下端設置抱箍作為吊點，采用25t汽車吊機吊裝安裝，在下節點處內導管作為導向定位，在上節點處利用臨時支架相應桿件定位，吊機將外斜腹桿導入內導管后，在上、下端的抱箍上掛設2t倒鏈，微調外斜腹桿。外斜腹桿精確調整到位后，在下節點處將其與底板斜撐下鋼板焊接固定。

2.7 鋼桁腹梁下節點施工

鋼桁腹梁下節點結構復雜，施工困難，為鋼桁腹梁施工的關鍵部位，施工方法如下：

1、鋼筋施工

鋼桁腹梁下節點鋼筋包括縱向鋼筋和橫向鋼筋。

鋼桁腹梁內斜腹桿在鋼結構車間加工制造時，將部分節點鋼筋焊接固定在下節點鋼板上，連同節點鋼結構整體安裝。鋼桁腹桿安裝到位后，按照先下后上的順序，依次安裝鋼筋。縱向鋼筋接頭按規范要求錯開，采用焊接連接。

2、混凝土施工

下節點采用C60鋼纖維混凝土，該處鋼筋密布，澆筑振搗困難。

下節點混凝土施工前，在節點加勁板分割的3個區域內，每個區域將鋼板開設2個φ30排氣孔，以便觀察混凝土澆筑是否密實，并作排氣用。

下節點混凝土施工專人負責，混凝土澆筑采用細石混凝土，塌落度控制在18cm左右為宜，混凝土采用φ30 插入式振搗器振搗。

2.8 頂板施工

頂板支架、模板、鋼筋、混凝土施工均按照底板施工工藝執行。

2.9 混凝土灌注及質量保證措施

（1）必須按砼澆筑工藝試驗后，經完善的砼澆筑順序、工藝組織施工，每節段按2 臺泵送設備組織相應施工人員，施工機具，進行兩個施工面施工。明確崗位職責，加強現場指揮、協調。

（2）加強斜撐鋼管內與斜撐桿上下節點處砼澆筑，必須按順序施工。

對于鋼-混組合梁先施工底板和隔墻混凝土，再施工斜撐鋼管混凝土，再施工頂板跨中至1/4截面處，最后施工頂板1/4截面處至墩頂截面處混凝土。

對于鋼桁腹梁，先施工底板混凝土，再施工斜撐鋼管混凝土，最后施工頂板混凝土。

鋼桁腹梁在澆注斜撐鋼管內混凝土時，必須兩側對稱澆注，防止橋梁偏載失穩。

（3）隔墻混凝土按斜面分層薄層澆筑，連續推進一次成型的順序施工。有序分層下料，下料時每次宜量少、層薄，堆集料不得高于50 ㎝，不準利用振搗棒使砼長距離流動或運送砼。

（4）加強砼振搗，底板、頂板采用每分鐘不少于4500 脈沖頻率的φ50 插入式振搗器進行搗固。振搗棒操作做到“快插慢拔”，在振搗過程中宜將振動棒，上下略有抽動。分層澆筑時振搗棒插入下層50～100mm，每點振搗時間宜20～30s，砼停止下沉，不冒氣泡、汽漿，表面平坦為宜。振搗棒可按直線行列移位或交錯行列移位，移位距離宜為振動作用半徑1～1.5 倍。砼振搗時，應避免振搗棒碰撞波紋管、模板、鋼筋及其它預埋件。砼應搗固密實，不漏振、欠振或過振。

（5）澆鋼梁頂板砼時，砼澆筑時，由底處向高處，由兩側向中心進行。砼振搗先用插入式振動器振搗，再用專用振動梁振搗平整，輔以人工壓實抹平，意在其初凝前作拉毛處理。必須確保頂板砼層厚度，且鋼梁頂面標高滿足規范要求。

（6）做好鋼梁底板面的抹平工作要確保底板層厚度。

（7）在底板、隔墻砼澆筑時，移動布料管時，應用編織袋把管口暫時封堵，避免砼料散落在內模上，及時清除殘留在下料處模板面上的砼，避免因殘留的砼夾雜在頂板原砼內，造成外觀質量缺陷。

（8）按規范要求，控制砼澆筑前溫度，應維持在5℃至28℃，入模溫度不宜超過28℃并不應大于30℃，新澆砼與已硬化砼之間的溫差不大于15℃～20℃，砼入模后30min，最大溫升應小于30℃，內部最高溫度不能高于75℃。

（9）砼澆筑期間應設專人檢查支架、模板、鋼筋、預埋件、預應力管道等穩固及安全情況，當發現有松動變形或移位時，務必及時處理。

2.10 預應力施工

按照設計要求，待箱梁混凝土達到設計強度的100%，才能進行施加預應力。對《施工圖》提供的預應力筋伸長值進行復核計算。

張拉設備檢查、標定預應力張拉裝備由張拉千斤頂、油泵及其附件等組成，每節段預應力施工時YCW-400千斤頂配置2 套。所有設備及儀表設專人使用和管理，并定期維護和校驗，千斤頂與壓力表必須配套標定。

預應力張拉順序：鋼桁腹梁有縱向體內、體外預應力。按設計要求為先下后上，先長后短。在上述要求順序情況下，再遵循張拉時均勻對稱、產生偏心荷載小的原則進行安排各束鋼束張拉。

模板與支架的檢查：由于施加預應力，砼必將產生彈性變形，同時引起軸向縮短，上、下方向的撓曲，水平方向的撓曲等，使砼產生預想不到的裂縫。為此，對軸向彈性收縮有約束作用的側模板，內模板要拆除；模板與支架有約束支座在順橋方向移動和旋轉部位的地方要拆除；一般情況，施加預應力引起的梁軸向縮短量，每米梁長約為0.2mm，在進行首片梁施工時應進行觀察，以便調整。

3 結語

深圳匝道橋引橋上部結構采取鋼桁腹梁型式，鋼桁腹梁的施工工法在國內是首次應用，需要解決鋼桁管單獨制作、整體拼裝及運輸、現場安裝、最后定位斜撐管快速施工等一系列難題。上、下節點鋼筋密集，混凝土澆筑困難，通過開孔等一系列措施，確保了節點處混凝土密實。

鋼桁腹梁施工技術在深圳匝道橋的順利實施，實證了復雜施工環境下該技術在市政橋梁體系應用的可行性，為國內同類型橋梁的設計施工提供了一個新的思路，具有很高的借鑒、參考價值。