裝配式橋梁鋼混組合梁施工技術(shù)分析與探究

程紹山

（中鐵十九局集團(tuán)有限公司國際建設(shè)分公司，北京100176）

1 引言

組合梁施工是一種較為先進(jìn)的技術(shù)手段，可以大幅度提高施工的安全性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在裝配式橋梁項(xiàng)目中，采用該技術(shù)可以加快施工進(jìn)度，在確保施工質(zhì)量的同時(shí)，減少施工成本。

某項(xiàng)目位于塔吉克斯坦，施工環(huán)境較為復(fù)雜和特殊，其中的橋梁工程采用組合梁形式。為了確保橋梁工程的施工質(zhì)量，需要對(duì)組合梁施工的核心技術(shù)進(jìn)行深入分析，了解相關(guān)注意事項(xiàng)，充分發(fā)揮組合梁施工優(yōu)勢的同時(shí)，提高項(xiàng)目的可靠性。

2 工程概況

本次項(xiàng)目線路起點(diǎn)位于瓦赫達(dá)特，終點(diǎn)直達(dá)亞灣。整個(gè)施工線路比較長，地勢相對(duì)復(fù)雜，給橋梁建設(shè)增加了難度，總共包含5 座橋梁，全長595.72 m。經(jīng)過前期的地質(zhì)勘探和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，最終決定橋梁上部結(jié)構(gòu)采用組合梁的形式（見圖1）；下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成獨(dú)立式橋墩，并配合重力式橋臺(tái)，輔助樁+擴(kuò)大基礎(chǔ)，以此保證橋身的穩(wěn)定性，確保橋梁使用的安全性。

圖1 鋼梁架設(shè)

3 鋼混組合梁施工技術(shù)

3.1 組合順序

鋼混組合梁的施工較為復(fù)雜，涉及眾多環(huán)節(jié)，要完成橋面板與鋼梁的完美結(jié)合，需要分2 次拼裝完成。在拼裝場地內(nèi)，為了提升施工質(zhì)量，需要先完成橋面板的鋪設(shè)，這是施工的關(guān)鍵，也是基礎(chǔ)，不容忽視。通常情況下，橋面板鋪設(shè)完成后，接下來的工序是完成濕接縫施工，也是首次結(jié)合施工。主梁架設(shè)到位后，可以將其和鋼梁進(jìn)行連接，完成此次連接意味著二次結(jié)合結(jié)束，組合梁體系轉(zhuǎn)換徹底實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際施工中，為了達(dá)到預(yù)期施工目標(biāo)，提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要嚴(yán)格按照施工流程和順序進(jìn)行，在組合之前，需要采取措施優(yōu)化結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)。具體來說，就是在組合梁架設(shè)完成后，要首先進(jìn)行調(diào)梁和接頭的焊接，依次澆筑預(yù)留孔，確保混凝土的壓實(shí)效果。尤其要注意濕接縫處的施工，保證混凝土強(qiáng)度可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最后完成板側(cè)后澆帶施工[1]。由于在頂梁施工階段組合梁尚未完全發(fā)揮作用，與橋面板的結(jié)合還不到位，因此，在施工中要注意頂升量和下降量的問題，每個(gè)橋墩都要區(qū)別對(duì)待。到了架設(shè)安裝階段，梁的底部標(biāo)高不能一次性全部到位，為了保證后續(xù)施工，應(yīng)留有富余程度。在安裝過程中，需要注意臨時(shí)支座的標(biāo)高應(yīng)低于成橋標(biāo)高。

3.2 鋼混梁吊裝定位

施工過程中，鋼混梁吊裝是重要的施工環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行嚴(yán)格的把控。吊裝前，需要對(duì)現(xiàn)場和周圍環(huán)境進(jìn)行確認(rèn)，確保吊裝的安全性。為了順利完成吊裝定位，通常情況下需要在橋墩永久支點(diǎn)位置以及臨時(shí)支墩上完成控制點(diǎn)和線的布設(shè)，為吊裝提供保障和參考。鋼梁安裝時(shí)，要配合使用測量儀完成監(jiān)控，找準(zhǔn)中線位置，并掌握好縱向距離，在調(diào)整好標(biāo)高后，才能進(jìn)行有序的接頭焊接施工，并保證鋼箱梁線型，做到美觀和流暢。為了保證吊裝質(zhì)量和安全性，需要對(duì)所需的吊索具等進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量把控，確保由正規(guī)廠家供貨，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，并要求廠家出具合格證書。另外，吊索具等重要設(shè)備要定期做外觀檢查，存在質(zhì)量問題的吊索，無論問題大小，都要淘汰掉。每次起吊前，還要對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)，同時(shí)確認(rèn)吊運(yùn)環(huán)境，提高吊裝的安全性。另外，在吊裝作業(yè)前，還要對(duì)吊耳的承載力進(jìn)行科學(xué)、有效計(jì)算，確保吊耳滿足吊裝施工要求。

3.2.1 抗剪計(jì)算

以本項(xiàng)目中1#橋23 m 鋼混梁吊裝為例，為了達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，吊耳選用厚度為20 mm 的板材，已知標(biāo)準(zhǔn)受力為87.3 kN，動(dòng)力系數(shù)為1.2，剪應(yīng)力為170。在此基礎(chǔ)上可以對(duì)吊耳的相關(guān)參數(shù)完成計(jì)算，具體計(jì)算過程如下：

吊耳拉應(yīng)力：Q=87.3 kN×1.2=104.76 kN，由公式 τ剪=Q/An＜fv，可以推導(dǎo)出An=616.24 mm2（τ剪為剪應(yīng)力；fv為抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；An為抗剪截面）。另外，還可以計(jì)算出抗剪截面高度h=616.24 mm2/20 mm=30.81 mm。

3.2.2 截面抗拉設(shè)計(jì)

在施工中需要注意的是，由于吊耳較為特殊，結(jié)構(gòu)簡單，并與母材焊縫較短，所以，在使用階段，要避免多次焊接（在短距離內(nèi)），如果焊接頻率較高，會(huì)誘發(fā)線能量過大問題，導(dǎo)致熱影響區(qū)升溫速度較快，在這樣的作用下，會(huì)對(duì)金屬組織性能和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，使其發(fā)生變化，導(dǎo)致金屬韌性會(huì)降低，加劇脆化反應(yīng)，在實(shí)際使用中，遇到微小應(yīng)力時(shí)容易出現(xiàn)脆斷現(xiàn)象[2]。實(shí)踐表明，這種突發(fā)性脆斷發(fā)生概率極高，具有極強(qiáng)的破壞力，因此，計(jì)算吊耳相關(guān)參數(shù)時(shí)要取安全系數(shù)，以此保障吊裝的安全性，確保吊裝任務(wù)可以在平穩(wěn)、有序的環(huán)境中進(jìn)行，最大限度地保證施工進(jìn)度與質(zhì)量。

3.3 鋼梁架設(shè)

鋼梁架設(shè)屬于重要施工內(nèi)容，對(duì)架設(shè)施工質(zhì)量的把控不容忽視。為了達(dá)到理想的施工水平，確保鋼梁架設(shè)的效果，需要掌握鋼梁架設(shè)的注意事項(xiàng)，從事前準(zhǔn)備入手，掌握關(guān)鍵施工技術(shù)，保證結(jié)構(gòu)的安全和平穩(wěn)。

3.3.1 鋼梁架設(shè)準(zhǔn)備工作

實(shí)踐表明，要確保鋼梁架設(shè)質(zhì)量，準(zhǔn)備工作必不可少，需要做到以下幾點(diǎn)：（1）平整橋址區(qū)場地，確保場地達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行碾壓作業(yè)，為鋼梁拼裝做好準(zhǔn)備；（2）對(duì)橋梁墩臺(tái)情況進(jìn)行檢查，確保高程、中線、孔跨等參數(shù)符合施工條件，找準(zhǔn)支座中心線，確定螺栓孔位置以及孔深；（3）檢查鋼梁拼裝，對(duì)試運(yùn)轉(zhuǎn)情況詳細(xì)記錄。在檢查階段要重點(diǎn)檢查鋼梁單元的尺寸和重量，以保證起吊高度滿足施工要求[3]。除此之外，在復(fù)合鋼梁的架設(shè)過程中，要檢查并監(jiān)測加載預(yù)壓等情況，以保證吊裝的穩(wěn)定性。

3.3.2 鋼梁架設(shè)施工要點(diǎn)

鋼梁工地拼裝架設(shè)屬于相對(duì)復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，涉及眾多施工環(huán)節(jié)，要保證施工質(zhì)量和實(shí)際架設(shè)效果，需要掌握核心工藝，了解架設(shè)的順序。結(jié)合施工圖對(duì)施工工藝進(jìn)行合理優(yōu)化。施工要點(diǎn)如下：

1）可以通過縱向預(yù)應(yīng)力的施加或者借助頂升施加預(yù)壓力等措施提高混凝土板受力的合理性以及結(jié)構(gòu)的耐久性。除此之外，為了保證施工質(zhì)量，所用的材料非常關(guān)鍵，其中，環(huán)氧砂漿飽滿度是重要指標(biāo)，需要高度重視。

2）鋼梁架設(shè)完成后，按照施工規(guī)定和要求，應(yīng)檢查墩臺(tái)處的偏移情況，主要是檢查橫梁中線位置，確保沒有偏移發(fā)生。

3）鋼梁支座安裝。實(shí)際施工中，支座安裝十分關(guān)鍵，可以決定整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不容忽視。為了保證安裝質(zhì)量和實(shí)際效果，需要借助千斤頂?shù)仍O(shè)備，并且掌握施工的先后順序以及所需的頂落幅度，以此保證支座的安裝質(zhì)量。需要注意的是，支座安裝需要采用科學(xué)方法，以高程控制為主。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過這種方法可以提高支座安裝的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

綜上所述，組合梁因?yàn)槠渥陨淼膬?yōu)越性，最近幾年被廣泛應(yīng)用在各大橋梁項(xiàng)目中。采用組合梁不僅可以最大限度地確保工程質(zhì)量，還可以有效提高施工效率，符合經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的雙重標(biāo)準(zhǔn)。但是，要充分發(fā)揮組合梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，要結(jié)合實(shí)際施工環(huán)境，掌握關(guān)鍵施工技術(shù)，在此基礎(chǔ)上不斷對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，從根本上提高橋梁建設(shè)水平，確保項(xiàng)目的順利實(shí)施，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的最大化。