海域公路鋼混組合梁施工技術(shù)

羅慎杰

（中鐵十九局集團(tuán)有限公司，北京 100176）

0 引言

組合梁包含2大部分，即鋼構(gòu)件及混凝土。混凝土的抗壓水平較高，鋼構(gòu)件具有良好的抗拉強(qiáng)度，持久性強(qiáng)，有利于裝配化施工、工廠化制造、回購等。對(duì)于大跨徑以及受力情況較為復(fù)雜的橋梁，采用組合梁的形式可以充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的性能。在組合梁的作用下，將會(huì)使梁在壽命內(nèi)的使用成本減少，從而工程質(zhì)量也有所提高。

1 工程概況

杭甬高速復(fù)線寧波一期威海互通匝道施工區(qū)域處于海域?yàn)┩繀^(qū)，匝道上部結(jié)構(gòu)均為鋼混組合梁，跨徑有28.3 m，29 m，30.5 m，30.7 m，31m，50m，8.5 m斷面寬度橋梁由2片鋼板梁組成，匝道分叉口寬（13.95～26.58）m，由3片或4片組成，通過橫梁連接，30 m長(zhǎng)單片140 cm槽口型鋼箱梁重約36 t，因棧橋位置及受力結(jié)構(gòu)限制，箱梁架設(shè)困難，一次吊裝總量大，吊裝設(shè)備作業(yè)半徑大，對(duì)設(shè)備及棧橋受力要求極高，造成成本投入加大。

匝道分叉區(qū)域及普通區(qū)一次吊裝總量大、作業(yè)半徑大，對(duì)吊裝設(shè)備及作業(yè)平臺(tái)要求高。結(jié)合實(shí)際施工工藝，在數(shù)值理論分析基礎(chǔ)上分解一次架設(shè)梁的配重，部分廠焊改為現(xiàn)場(chǎng)焊接或栓接，降低對(duì)架梁設(shè)備及場(chǎng)地的要求，確保安全質(zhì)量，降低施工成本。

2 縱斷面設(shè)置

縱斷面線形設(shè)計(jì)是在滿足規(guī)范要求前提下，綜合考慮地形條件、工程量、平縱組合等因素，通過平、縱、橫優(yōu)化設(shè)計(jì)，以形成較好的立體線性。互通立交范圍平、縱面主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

3 鋼混組合梁截面形式

基于計(jì)算理論的深度發(fā)展，對(duì)應(yīng)的組合梁截面形式也在逐步豐富起來。縱觀當(dāng)下各工程案例可知，鋼混組合梁可分為3種形式。

表1 平、縱設(shè)計(jì)主要采用指標(biāo)

（1）組合箱梁。常見于曲線以及大跨徑橋梁中。其整體穩(wěn)定性普遍良好，具備更優(yōu)良的抗扭性能；所形成的梁高度普遍偏低；允許使用大量的傾斜腹板，從而縮減底板寬度，并增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的美觀性；由于混凝土表面處于被封閉狀態(tài)，因此可以抵抗外界各類因素的破壞，大幅減小養(yǎng)護(hù)工作量。

（2）組合橋梁。常見于大跨徑橋梁。不僅實(shí)用性強(qiáng)還具有良好的審美特性；梁整體偏高；各個(gè)節(jié)點(diǎn)分布較為復(fù)雜；基于大量桿件外露的原因，容易受到外界環(huán)境的影響；后期養(yǎng)護(hù)工程量大。

（3）組合板梁。常見于中小跨徑橋梁。其穩(wěn)定性良好；整體高度偏低；基于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特性對(duì)應(yīng)的施工難度更小；基于大量桿件外露的原因，容易受到外界環(huán)境的影響；后期養(yǎng)護(hù)工程量大。

4 鋼混凝土組合梁橋施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 鋼梁制作

（1）合格的材料是確保工程質(zhì)量的基本條件，在下料前應(yīng)對(duì)材料厚度以及平直度進(jìn)行檢驗(yàn)，確保材料各個(gè)指標(biāo)介于允許的誤差范圍內(nèi)，具體可見表2，表2中L為鋼板長(zhǎng)度。下料時(shí)應(yīng)避免損傷部位是對(duì)鋼板及型材的要求；鋼材表面凹痕及破壞不能太明顯。

表2 材料的形狀要求及矯正允許偏差

（2）在工廠制造中，無論是鋼梁分段作業(yè)還是頂、腹板焊接，二者均需要達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。鋼梁的分段區(qū)域通常以邊界面為佳，完成分段作業(yè)后需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后便可將分節(jié)段運(yùn)輸至指定施工地點(diǎn)，而后妥當(dāng)存放。

（3）工程主體結(jié)構(gòu)的材料采用Q345qD級(jí)鋼，材料的選用相當(dāng)嚴(yán)格，無論是材料成本還是結(jié)構(gòu)性能都需要滿足規(guī)定要求。鋼材不可出自不同的廠家，應(yīng)始終從同一廠家手中采購材料，確保各材料的規(guī)格一致性。對(duì)于任意10個(gè)批號(hào)產(chǎn)品而言，均需要從中抽查一組進(jìn)行檢測(cè)，以此確保材料質(zhì)量。

（4）在基準(zhǔn)溫度為15℃的環(huán)境下，將材料的名義尺寸作為基準(zhǔn)，從而獲悉構(gòu)件具體尺寸。基于對(duì)溫度修正、加工余量等因素的考慮，需要提升制造精度。

（5）桿件經(jīng)過精切后應(yīng)留出一定的圓角，對(duì)應(yīng)的R值應(yīng)＞2 mm，精切后的各棱邊應(yīng)具有一致性，并控制小角涂抹厚度，通過打磨的方式可以提升圓弧精切質(zhì)量。

（6）隨意焊接臨時(shí)構(gòu)件在鋼主梁上施工時(shí)是禁止的。

（7）預(yù)拱度需要達(dá)到精度標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)充分考慮豎曲線所帶來的影響。

4.2 剪力釘施工

每日每臺(tái)班生產(chǎn)時(shí)應(yīng)按照既定規(guī)定完成，同時(shí)對(duì)焊接的各個(gè)工序進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，當(dāng)焊接條件發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)選用2個(gè)栓釘試焊，而后對(duì)焊接成品的外觀進(jìn)行檢查，并展開35°角彎曲試驗(yàn)。當(dāng)其中某一栓釘結(jié)構(gòu)受損后，需要再次對(duì)焊接成品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保焊接涉及的各個(gè)工藝參數(shù)符合工程標(biāo)準(zhǔn)。在一定誤差范圍內(nèi)（±25%），焊接厚度允許出現(xiàn)一定的變動(dòng)。在試焊過程中應(yīng)保證試板與工件在材料方面的一致性。

4.3 橋面板施工技術(shù)

在進(jìn)行橋面板施工時(shí)，對(duì)應(yīng)的澆筑施工應(yīng)在鋼梁上進(jìn)行，完成澆筑后必須進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，以此確保質(zhì)量。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)而言，其保溫養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)應(yīng)控制在14 d以內(nèi)。依據(jù)設(shè)計(jì)方案以及工程標(biāo)準(zhǔn)圍繞橋面板展開施工，確保平整度誤差控制在±3 mm，采用規(guī)格為2 m的靠尺進(jìn)行檢測(cè)，確保板厚公差在（0～3）mm。通過對(duì)橋面板進(jìn)行拉毛處理，可以提升作業(yè)的精度水平。

4.4 濕接縫施工

（1）對(duì)橋面板混凝土進(jìn)行鑿毛處理，表面鑿毛厚度應(yīng)控制在（5～10）mm。同時(shí)，澆筑混凝土施工時(shí)應(yīng)采取濕潤(rùn)措施，從而提升新老混凝土的粘合性，實(shí)現(xiàn)二者的穩(wěn)固組合。

（2）將腹板間距控制在2.8 m，對(duì)于工字梁，應(yīng)在二者的間隔區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)木方，對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度以2.6 m為宜，并采用邊長(zhǎng)為100 mm的正方形橫向鋪設(shè)方式，而后用鋼釘連接并有效地將細(xì)縫組合。

（3）鋼筋綁扎。使用鋼筋定位措施是為了更好地鋼筋綁扎，保證安裝時(shí)精確到位。

（4）模板安裝。底模的安裝是為了有效地進(jìn)行施工，為謹(jǐn)防漏漿，模板方圓采用高強(qiáng)止?jié){橡膠條制漿。

（5）混凝土澆筑。完成混凝土振搗澆筑作業(yè)后，應(yīng)輔助使用平板振動(dòng)器對(duì)其進(jìn)行振搗處理，木抹子可以改善梁頂粗糙現(xiàn)象，而后在混凝土初凝之前應(yīng)展開二次收漿作業(yè)。

（6）混凝土養(yǎng)護(hù)。對(duì)于常溫情況而言，養(yǎng)護(hù)過程需要使用到無紡?fù)凉げ迹ㄟ^包圍的方式達(dá)到養(yǎng)護(hù)效果，對(duì)應(yīng)時(shí)間應(yīng)超過14 d。靜置（1～2）h后是為了更好的濕接縫澆筑，帶模澆水保養(yǎng)脫模后，在冬季澆水時(shí)氣溫應(yīng)≥5℃，帶模澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，保溫措施要做得更好。

（7）濕接縫（現(xiàn)澆段）施工是較重要的一道工序，不同的橋梁受力狀態(tài)將會(huì)對(duì)施工質(zhì)量造成影響。若橋梁的使用功能已經(jīng)受到破壞，此時(shí)需要采取簡(jiǎn)支梁規(guī)模化施工方式，而后需要將相鄰跨塊進(jìn)行連接。

4.5 支座安裝控制要點(diǎn)

（1）支座墊石的標(biāo)高、位置進(jìn)行報(bào)驗(yàn)時(shí)是支座安裝的前提，支座安裝是通過經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)是否合格才能完成。

（2）支座板上的十字中心線與墊石上的十字線要一致相吻合，對(duì)于支座安裝在支座墊石上需要在設(shè)計(jì)支座位置處應(yīng)劃出十字中心線。

（3）落梁。操作過程中應(yīng)講求緩慢平穩(wěn)的原則，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同適時(shí)變換梁底高程，由此可以避免支座偏壓現(xiàn)象。

（4）完成落梁操作后，應(yīng)確保頂面處于水平狀態(tài)，并對(duì)支座進(jìn)行觀察，確保其不存在壓偏以及脫空等現(xiàn)象，可以有效的保持頂面應(yīng)保持水平。這就是橡膠支座安裝后的全過程。

（5）用千斤配合調(diào)平鋼板進(jìn)行調(diào)整，是為了安裝后四角的平整。

5 在海域施工鋼混疊合梁的優(yōu)勢(shì)

在海域施工中鋼混疊合梁相對(duì)于傳統(tǒng)現(xiàn)澆梁有很大優(yōu)勢(shì)。對(duì)于大跨境橋梁而言，基于鋼混疊合梁的方式可以顯著減低橋梁高度，并充分發(fā)揮出了混凝土與鋼構(gòu)件的特性。此方案可以提升橋梁的受力性能，具有高度的抗壓以及抗拉性能，同時(shí)施工所耗費(fèi)的周期更短，不會(huì)對(duì)橋下區(qū)域的通常造成影響。整體來說，此方式可以滿足當(dāng)下橋梁結(jié)構(gòu)的功能需求，同時(shí)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于交通量大、跨徑大的橋梁工程而言尤為適用。

6 結(jié)束語

鋼混凝土組合梁橋已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)橋梁類型，廣泛用于橋梁工程中，顯著促進(jìn)了我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展。對(duì)此，探究組合梁橋鋼板預(yù)處理、制作及拼接、橋面施工等環(huán)節(jié)，通過技術(shù)深化的方式，提升組合梁橋的質(zhì)量。