鋼-混組合梁橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究

王強(qiáng)

一、工程概況

東莞市環(huán)莞快速路（成才路至常虎立交段）市政工程，環(huán)莞快速路起接南城區(qū)的石鼓聯(lián)絡(luò)線，終至東部快速路，路線總長約為68km。本立交為核心節(jié)點(diǎn)白沙立交樞紐工程，分別由主線和8條匝道組成。其中主線在立交橋的第二層，長度為70171．7m， 由于上跨廣深高速，為保證施工期間廣深高速的保通需求，采用鋼-混組合梁橋。本聯(lián)橋梁長度為130m，單幅寬度為13．25m，鋼-混組合梁的高度為3m。由于該立交橋工程量比較大，施工周期比較緊，經(jīng)過施工單位和設(shè)計(jì)單位的研究和分析，決定主線采用橫向分箱、縱向分段，臨時(shí)支墩、雙機(jī)抬吊、分箱安裝的鋼-混組合梁施工工藝。

二、鋼-混組合梁橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼-混組合梁橋采用剪力鍵將鋼梁與鋼筋混凝土橋面板結(jié)合成整體，鋼筋混凝土橋面板不僅直接承受車輪荷載起到橋面板的作用，而且作為主梁的上翼板與鋼梁形成組合截面，參與主梁共同作用。

1．與鋼梁相比，鋼-混組合梁具有以下特點(diǎn)：（1）減少了鋼材的用量，節(jié)約了造價(jià)；（2）增大了梁的剛度，有利于整體穩(wěn)定性；（3）采用鋼筋混凝土橋面板，有利于瀝青面層的結(jié)合，提高橋面鋪裝的耐久性。

2．與混凝土梁相比，鋼-混組合梁具有以下特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)自重輕，減少了下部基礎(chǔ)的工程量；（2）已安裝鋼梁可作為模板使用，節(jié)省了模板工程量；（3）施工工期短，且對橋下交通的影響小；（4）降低了梁高，有利于橋下凈空利用率。

三、鋼-混凝土組合梁橋施工工藝

鋼-混凝土組合梁施工流程一般為：鋼梁預(yù)制并焊接剪力連接件→架設(shè)鋼梁→安裝梁(橫隔梁)及小縱梁(有時(shí)不設(shè)小縱梁)→安裝預(yù)制混凝土板并澆筑接縫混凝土或支搭現(xiàn)澆混凝土橋面板的模板并鋪設(shè)鋼筋→現(xiàn)澆砼→養(yǎng)護(hù)→張拉預(yù)應(yīng)力束→拆除臨時(shí)支架或設(shè)施。

1．施工準(zhǔn)備

第一，要做好立交橋施工的水電工程。施工過程中，用電和用水要比較方便，并準(zhǔn)備相應(yīng)的發(fā)電機(jī)和水車，防止施工過程中出現(xiàn)停水停電的問題。第二，合理布置施工現(xiàn)場。要科學(xué)布置施工現(xiàn)場的材料、半成品倉庫、預(yù)制構(gòu)件等區(qū)域，便于施工和組裝。最大限度利用現(xiàn)場擬建的建筑物和設(shè)施，減少大型臨時(shí)設(shè)施的工程費(fèi)用。第三，鋼-混凝土組合梁所用材料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場以后，要對材料進(jìn)行抽樣檢查。

2．鋼-混凝土組合梁之鋼箱梁結(jié)構(gòu)拼裝

按照立交橋的施工要求組裝鋼箱梁結(jié)構(gòu)，組裝前必須按照鋼箱梁結(jié)構(gòu)圖紙進(jìn)行拼裝，并認(rèn)真核對材料的編號(hào)再進(jìn)行組裝。結(jié)構(gòu)組裝前必須清理鋼材料表面的銹蝕和污垢，確保材料表面干凈整潔。鋼箱梁構(gòu)件組裝的誤差不能超過鋼箱梁結(jié)構(gòu)規(guī)定的范圍。為了確保分段組裝的精度，在組裝過程中，必須編寫各種鋼結(jié)構(gòu)分段裝配方法、焊接順序以及運(yùn)輸方法等，確保拼裝質(zhì)量。分段組裝以后，還要進(jìn)行整體調(diào)整和復(fù)測，確保分段線性流程。

3．鋼-混凝土組合梁之鋼箱梁焊接工藝

為了確保焊接質(zhì)量，在焊接過程中，焊接材料必須使用與鋼箱梁匹配的焊絲、手工焊條。所有的焊縫必須按照焊接要求進(jìn)行試驗(yàn)評估，如果使用自動(dòng)焊接，則必須在焊縫始末兩端安裝引弧板和引出板，板子的尺寸大小在80x80mm。埋弧自動(dòng)焊回收焊劑距離大于1m，埋弧半自動(dòng)焊回收焊劑的距離大于0．5m，焊接以后必須在焊縫冷卻后將熔渣及時(shí)清除干凈。如果是多層焊接，每一道焊接結(jié)束以后，要及時(shí)清除所有熔渣，再進(jìn)行下一道焊接工序。焊接結(jié)束后，要及時(shí)檢查焊縫表面是否有熔渣、未熔融、裂紋以及未填滿弧坑等其他焊接缺陷。所有的零部件焊縫必須在焊接前24小時(shí)使用超聲波技術(shù)進(jìn)行無縫檢查。

4．鋼-混凝土組合梁之鋼箱梁涂裝工藝

雨雪、霧天不能在室外進(jìn)行涂裝，如果施工環(huán)境濕度大于85%，不能進(jìn)行高壓無氣噴漆涂裝，大于95%的時(shí)候，要停止任何涂裝工作。油漆涂層必須保持表面光滑、平整，不能出現(xiàn)皺皮、漏涂現(xiàn)象，面漆涂抹必須保持色彩均勻、光潔；金屬涂層不能出現(xiàn)裂紋、鼓泡、掉塊等現(xiàn)象。

5．鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)安裝臨時(shí)支墩和臨時(shí)支架

為了確保立交橋鋼-混凝土組合梁的吊裝順序進(jìn)行，必須設(shè)置臨時(shí)支墩和臨時(shí)支架，通過對鋼-混凝土組合梁鋼箱結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、強(qiáng)度、變形等整體穩(wěn)定性進(jìn)行有限元測試，最大的臨時(shí)支墩的左右豎向荷載為150噸，基礎(chǔ)面積為25．5m2，極限承載力位375噸，大于豎向荷載150噸；臨時(shí)支墩和支架作為臨時(shí)性支撐結(jié)構(gòu)，在施工過程中還要考慮到地下管道的安全，必須采取一定的保護(hù)措施，在各個(gè)臨時(shí)支墩和支架下設(shè)置鋼筋混凝土基礎(chǔ)，保護(hù)地下管線。

6．鋼-混凝土組合梁之鋼箱梁吊裝

吊裝前，要檢查吊裝所使用的機(jī)器設(shè)備是否符合吊裝要求，纜風(fēng)繩是否存在裂縫，吊車是否能夠滿足吊裝要求，地基是否符合吊車負(fù)載力等等，吊裝線路是否正確，對城市正常交通是否會(huì)造成影響等等，需要考慮到各項(xiàng)因素，才能確保吊裝順利進(jìn)行。吊裝前在鋼箱梁兩端各系一根40米長的纜風(fēng)繩，并將鋼箱梁調(diào)整至所需吊裝的位置。試吊鋼箱梁的構(gòu)件與地面距離500mm以后停止吊裝，檢查吊車所在地面的地基承載力，如果地基能夠承載整個(gè)負(fù)重，那么繼續(xù)試吊。確認(rèn)吊裝安全以后，將鋼箱梁吊裝到安裝位置以上的500mm高度，然后按照預(yù)定的位置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，直到旋轉(zhuǎn)到指定的位置以后，將鋼箱梁結(jié)構(gòu)慢慢下落，直到鋼箱梁結(jié)構(gòu)梁底距離蓋梁200mm的位置停止下落，并調(diào)整鋼箱梁橫向和縱向安裝位置，確定位置以后，將鋼箱梁結(jié)構(gòu)緩慢下落，吊裝到指定位置。將吊鉤松開，然后查看鋼箱梁的受力情況，如果受力良好，撐桿松開以后，才松開千斤頂，要及時(shí)做好相應(yīng)的記錄。

7．混凝土橋面板澆筑

在鋼箱梁頂面現(xiàn)澆混凝土橋面板，形成鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)。橋面板待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度95%、且齡期不低于14天后方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。

8．鋼-混凝土組合梁施工驗(yàn)收

鋼-混凝土組合梁施工完成以后，要對鋼-混凝土組合梁的質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，檢查鋼-混凝土組合梁是否與施工圖紙一致，鋼-混凝土組合梁的承載力、風(fēng)荷載、雪荷載是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。只有鋼-混凝土組合梁的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和施工要求，才能投入使用。