鋼混組合結構在橋梁工程中應用研究

嚴立群 劉陽

（1.甘肅路橋公路投資有限公司 甘肅蘭州 730030 2.上海同濟檢測技術有限公司 上海 200092）

鋼混組合結構是指利用抗壓力、抗剪力較強的部件連接鋼梁和橋面，使其形成完整的受力體，并運用這種新結構組合成橋梁。在橋梁工程建設中，運用鋼混組合結構，具有橋梁承重力大、結構高度小等優勢，可以增加橋梁的穩固性。鋼混組合結構主要包括壓型鋼板混凝土組合板、鋼管混凝土結構、型鋼混凝土結構、外包鋼混凝土結構以及鋼混凝土組合梁等，具體應根據橋梁工程建設實際過程中，科學、合理的選擇，充分發揮鋼混組合結構優勢，不斷提高橋梁工程施工水平，從而促進我國橋梁工程的不斷發展。

1 工程實例

項目為蘭州中川機場T3航站樓連接線施工，該工程五個合同段均采用橋梁工程的鋼混組合梁，橋跨自南向北進行布置，采用的是波形腹板鋼箱組合梁，下部結構橋臺采用柱式臺，橋墩采用柱式墩，基礎采用鉆孔灌注樁基礎。橋梁結構施工過程中，應嚴格按照《公路橋涵施工技術規范》（JTG/TF 50—2011）或相同標準水準，進行嚴格的施工。

2 鋼混組合結構具體應用措施

2.1 鋼梁制作

鋼梁制作過程中，鋼材應選自同一廠家、同一板厚、同一材質，在使用之前，應對鋼材進行超聲波探傷，保證鋼材檢驗符合要求，否則應不得使用。鋼梁的制作應嚴格遵循《公路橋涵施工技術規范》、《鋼結構工程施工規范》、《鐵路鋼橋制作規范》等，并編制鋼梁制作工藝方案，合理的確定鋼梁制作的各項參數。承擔單位應根據接頭形式編制焊接工藝評定試驗，并編制詳細的焊接工藝評定報告，確定合適的焊接坡口尺寸、合理的焊接工藝和焊接參數，選擇有效的措施控制焊接變形和降低焊接殘余應力。焊接工藝評定試驗也必須通過專家評審后方可執行。鋼梁應根據運輸能力確定分段數，分段位置可設在變截面位置。底板拼接位置嚴禁設置在跨中6～10m范圍內（具體范圍詳見各跨構造區），分段處應滿足《公路鋼結構橋梁設計規范》（JTG D64—2015）第7.2.3條的要求，拼接處的焊接均采用全熔透對接焊。鋼梁現場分段位置應避開應力高峰區，鋼梁現場拼裝的分段位置須報設計單位同意后，方可實施分段。完成分段以后，開始進行制造，本工程為立交主線連續組合梁，鋼梁加工時，橋梁橫坡應按照2%繪制圖紙，放樣時，腹板高度應根據實際橋面橫坡來調整腹板。根據路線平曲線形，進行箱梁頂、底板、加勁肋進行曲線放樣，按照曲線徑向，布置剪力釘和鋼筋。在波形腹板鋼箱梁制作過程中，應嚴格控制其偏差，其允許偏差如表1所示。

表1 波形腹板鋼箱梁制作允許偏差

2.2 波形鋼腹板制作和施工

波形鋼腹板施工過程中，應根據工程實際情況，制定施工方案，并對其安裝質量進行控制。對于波形鋼腹板的加工，其加工質量以及外觀質量都應滿足施工要求，對于外觀質量應保證轉角處圓弧平滑，無裂紋、無纖維狀暗筋，切口處應平直，無明顯鋸齒，表現色澤均勻等。波形鋼腹板應選擇有加工、運輸能力，能夠保證質量與工期要求，具有一定規模的工廠制造，波形鋼腹板采用的是1200/1600型鋼板，采用多波連續壓制成型，對于波形腹板與底板和翼緣板之間，應采用工廠自動焊的焊接方式。波形鋼腹板波幅方向作加工鋼板寬度方向，制造所使用的材料必須有材質證明并應對其進行復驗，在工廠制作波形鋼板時，必須準確的考慮架設時的主梁長度方向變形，并反映到波形鋼腹板尺寸上。波形鋼腹板壓制前應依據設計圖文、制造工藝文件及相關標準要求進行坡口加工。為保證加工精度和坡口質量，宜采用等離子切割方法進行切割。

2.3 壓型鋼板制作和施工

壓型鋼板施工過程中，利用專用吊具，對壓型鋼板進行裝卸和轉運，在鋼梁施工過程中，壓型鋼板的搭接寬長度應控制在50mm范圍之內，對于壓型鋼板末端和鋼梁上翼緣之間，其距離應控制在200mm范圍之內。壓型鋼板開洞或切割，宜采用等離子切制壓型鋼板，不得采用火焰切制。支承壓型鋼板的鋼梁表面應保持清潔，壓型鋼板與鋼梁頂面的間隙應控制在1mm以內。

2.4 橋面施工

本工程主線50m連續組合梁橋面板，分為兩次進行澆筑，應控制兩次混凝土澆筑的齡期差，不應超過90d。在混凝土橋面澆筑過程中，控制施工臨時荷載，防止荷載過大造成壓型鋼板變形。在混凝土澆筑之前，對壓型鋼板上的雜物清除干凈，保持清潔。施工時，保護好鋼箱梁，禁止在鋼箱梁進行焊接，避免砂漿等污染鋼箱梁表面。同時采用的混凝土質量應符合工程施工要求，并選擇在良好的天氣進行混凝土澆筑、完成橋面混凝土施工后，設計強度達到要求后，按照先長束后短束的要求，進預應力張拉。采用的預應力鋼束張拉設備在使用前進行檢查。對于體內預應力，采用一定強度的波紋管，安裝之前，還應對波紋管進行檢查，保證安裝位置準確，并預留孔道，設置壓漿孔以及排氣孔。采用千斤頂，按照一定的程序，張拉鋼束；對于體外預應力，穿索前，剝除索端頭PE一段距離，穿索時，采用可靠的保護措施，采用千斤頂，按照一定的程序，進行整體單端張拉。完成張拉后，采用M40水泥漿，通過真空灌漿工藝，進行孔道壓漿。另外還應做好橋面板混凝土養生工作，確保其強度達到規定的要求。

2.5 設置臨時支座

根據鋼箱梁施工方，選擇穩定、利用體系轉換的臨時支座，并科學、合理的布置臨時支座。具體還應掌握以下施工要點：首先在選擇臨時支座時，應遵循考慮安全、實用以及經濟的原則，結合以往的項目經驗，本工程適合運用鋼砂筒作為臨時支座。最后在箱梁吊裝之前，設置臨時支座的同時，安裝永久支座，在拆除臨時支座時，應采用“隔斷拆除”的方式，避免對永久支座質量產生不利影響。

2.6 混凝土橋面鑿毛

混凝土橋面鑿毛部分主要由兩個部位：①混凝土一期橋面板側面；②預制混凝土橋面板側面部位。混凝土橋面鑿毛主要是將其表面浮漿鑿除掉，露出分布均勻的混凝土。混凝土橋面鑿毛應在混凝土強度達到10MPa，同時應采用專用工具進行鑿毛，避免對混凝土橋面造成破壞。

3 總結

綜上所述，鋼混組合結構在橋梁工程建設中獲得了良好的應用效果，其優勢在于橋梁承重力大、結構高度小等，可以增加橋梁的穩固性，提高橋梁工程的建設水平。具體應根據橋梁工程建設實際情況，科學、合理的實施鋼混組合結構，充分發揮鋼混組合結構優勢，不斷提高橋梁工程施工水平。筆者認為未來還應加強對鋼混組合結構在橋梁工程中的深入應用，分析鋼混組合結構應用過程中存在的問題，并提出有效的解決措施，不斷完善鋼混組合結構應用技術，從而促進鋼混組合結構的推廣和應用，這對我國橋梁工程建設的發展具有重要現實意義。